СИНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТЕКТОНИЧЕСКИ НАРУШЕННЫХ УГЛЯХ
Отклонение термодинамической системы уголь - вмещающие породы от состояния равновесия под действием потоков энергии и вещества образует открытую неравновесную диссипативную систему. Основу синергетической модели термодинамических неравновесных процессов составляет полная система уравнений [1,2]:
- уравнения неразрывности:
- уравнение энергии
(3)
Полученная система уравнений (1), (2), (3) является замкнутой и представляет собой полную систему уравнений термодинамически неравновесных процессов [3]. В рамках построенной модели рассмотрим движение высокодисперсных компонентов в газовом потоке тектонически нарушенных угольных пластов. Будем предполагать, что основное сопротивление относительному движению газа обусловлено его взаимодействием со взвешенными частицами, т.е. диссипация энергии «фильтрующегося» газа за счет его взаимодействия со взвешенными частицами значительно выше диссипации энергии, обусловленной градиентами усредненных по «каналам» между частицами профилей скоростей. При принятых допущениях система уравнений термодинамически неравновесных процессов одномерного нестационарного движения газовзвесей может быть представлена в виде [3]
, (4)
, (5)
, (6)
, (7)
, (8)
где β и - коэффициенты, учитывающие вклад сил Архимеда и присоединенной массы в общую силу межфазового взаимодействия
; , (9)
- интенсивность контактного теплообмена между газом и частицами взвеси,
, (10)
Одной из главных задач исследования является определение насыщенности парового прострaнcтва свободными частицами в процессе фильтрации. Для решения этой задачи запишем уравнения движения (4)-(8) в безразмерных координатах, для чего введем следующие обозначения:
, , , , .
Уравнения движения и неразрывности примут вид:
, (9)
, (10)
Чтобы учесть влияние перемешивания на перенос частиц в газовом потоке, следует к вектору конвективного переноса добавить дополнительный члeн, учитывающий тензор суффозии, т.е. поток данного компонента записать в виде
, (11)
Компоненты тензора Dij в главных осях k1=D11 и k2=D22=D33 называют соответственно коэффициентами продольной и поперечной суффозий. В одномерном случае
; , (12)
и уравнение баланса (10) с учетом (12) примет вид
, (13)
Введем обобщенную переменную
, (14)
перепишем уравнение (13) в виде
, (15)
Исходя из физического смысла задачи краевые и начальные условия можно принять в виде
, , , (16)
Решение уравнения (15) при условиях (16) будет
, (17)
где ; ; ,(18)
Анализ полученного решения показывает, что через некоторое время после начала процесса в зоне турбулентной фильтрации формируются миграционные поля, зависящие от отношения расходов твердых частиц и газа, что ведет в свою очередь к снижению пористости и газопроницаемости угольных пластов.
Вековая миграция газов в тектонически нарушенную зону и кольматирование этой зоны мелкодисперсными частицами объясняют существование локальной зоны, где находится свободный газ под большим давлением.
Расчеты показывают, что в таких выбросоопасных зонах газопроницаемость уменьшается более чем в 40 раз.
Повышение давления газа в угольных пластах связано с появлением внутренней энергии газоносного блока, например, 1 м3 метана, находящийся под давлением 10 мПа, обладает энергией до 8,7 Дж/см3, что достаточно для разрушения угля до высокой степени диспергирования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Хакен Г. Синергетика: Пер. с англ.- М.: Мир, 1980.
- Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов: Пер. с англ. М., 1960.
- Г.А. Беспятов, В.Н. Вылегжанин, С.С. Золотых. Синергетика выбросоопасной горной среды. Новосибирск: «Наука», 1996.
Статья в формате PDF
130 KB...
19 04 2024 6:26:24
Статья в формате PDF
114 KB...
18 04 2024 7:59:55
Статья в формате PDF
123 KB...
17 04 2024 18:38:15
Статья в формате PDF
113 KB...
16 04 2024 18:58:50
Статья в формате PDF
252 KB...
15 04 2024 20:12:45
Статья в формате PDF
111 KB...
14 04 2024 23:20:57
Статья в формате PDF
120 KB...
12 04 2024 2:44:28
Статья в формате PDF
129 KB...
11 04 2024 11:53:48
Статья в формате PDF
113 KB...
09 04 2024 8:14:18
Статья в формате PDF 250 KB...
08 04 2024 1:45:49
Рассматриваются проблемы синтеза искусств в творчестве дагестанских художников, основные художественные и эстетические черты традиционных форм народного искусства, дающие обширный материал для формирования и развития современной художественной культуры Дагестана.
...
07 04 2024 21:55:43
Статья в формате PDF
181 KB...
06 04 2024 5:28:25
Статья в формате PDF
80 KB...
05 04 2024 15:21:50
Статья в формате PDF
122 KB...
04 04 2024 1:31:27
Cтатья посвящена исследованию влияния хлорида кадмия (0,25 мг/л) и ацетата свинца (0,5 мг/л) на активность катепсина Д в тканях сеголеток карпа. Результаты наших исследований свидетельствуют о наличии тканеспецифичности в изменении активности катепсина Д в ответ на действие ионов тяжелых металлов.Предлагается использовать показатели протеолитических ферментов в тканях рыб в качестве чувствительного теста на загрязнение водной среды ионами тяжелых металлов.
...
03 04 2024 18:32:52
Статья в формате PDF
117 KB...
02 04 2024 15:31:18
Статья в формате PDF
116 KB...
01 04 2024 14:14:37
Статья в формате PDF
110 KB...
31 03 2024 8:47:54
Статья в формате PDF
114 KB...
27 03 2024 19:21:51
Статья в формате PDF
143 KB...
26 03 2024 13:57:23
Статья в формате PDF
104 KB...
24 03 2024 18:42:24
Статья в формате PDF
183 KB...
23 03 2024 16:16:41
Статья в формате PDF
130 KB...
22 03 2024 21:59:48
Статья в формате PDF
117 KB...
20 03 2024 8:18:29
Рассмотрены корреляты как дополнительные параметры описания объектов. Рассмотрены виды коррелят. Раскрывается понятие коррелятивные показатели. Показано, как влияют корреляты на качество анализа и оценки. Для этого использовано понятие информационная модель объекта. Введено понятие коррелятивной информационной модели объекта (КИМО) Введено понятие производного коррелятивного показателя. (ПКП) Показано, что использование коррелятивного показателя позволяет создавать нелинейные экономико-математические модели. Эти нелинейные модели дают более точное описание изменения стоимости комплексов из разных объектов при существенном влиянии коньюнктурных факторов. Раскрыты основы коррелятивного подхода как инструмента описания, анализа и экономической оценки. Приведены примеры использования коррелятивного подхода. Показаны преимущества коррелятивного подхода.
...
19 03 2024 17:21:33
Статья в формате PDF
104 KB...
18 03 2024 20:54:29
Статья в формате PDF
251 KB...
17 03 2024 10:16:38
Статья в формате PDF
302 KB...
16 03 2024 2:43:50
Статья в формате PDF
142 KB...
14 03 2024 23:23:25
Статья в формате PDF
322 KB...
13 03 2024 11:28:40
Статья в формате PDF
90 KB...
12 03 2024 13:33:37
Статья в формате PDF
106 KB...
11 03 2024 6:33:57
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
