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
110 KB...
19 04 2024 19:59:58
Статья в формате PDF
124 KB...
18 04 2024 1:25:57
Статья в формате PDF
114 KB...
17 04 2024 23:19:56
Статья в формате PDF
130 KB...
16 04 2024 12:28:38
Статья в формате PDF
245 KB...
14 04 2024 22:35:52
Проведены медико-генетические исследования среди населения трех крупных районов Западной зоны Азербайджана с целью дальнейшего составления регистра фенотипически наиболее легко диагностируемых врожденных пороков развития и наследственных заболеваний, подлежащих обязательной регистрации. Установлена высокая частота распространения нарушений ЦНС, врожденных патологий зрения и слуха. Вычислены фенотипические частоты выявленных патологий. У детей с диагнозом гемолитическая болезнь выявлен полный и частичный дефицит фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. С использованием молекулярного метода полимеразно-цепной реакции идентифицированы типы мутаций β-талассемии в обследованных районах.
...
13 04 2024 20:15:42
Статья в формате PDF
299 KB...
12 04 2024 16:38:12
Статья в формате PDF
121 KB...
11 04 2024 18:55:46
Статья посвящена актуальной морфологической проблеме – формирование слизистой оболочки желудка человека, в раннем эмбриогенезе. Проведен анализ и обобщение научных данных в отечественной и зарубежной литературе о формировании слизистой оболочки желудка. Рассматривается вопрос о процессе формирования врожденных пороков развития желудка.
...
09 04 2024 3:42:32
Статья в формате PDF
104 KB...
08 04 2024 20:19:16
Статья в формате PDF
114 KB...
07 04 2024 22:20:27
Статья в формате PDF
111 KB...
06 04 2024 8:36:49
Статья в формате PDF
138 KB...
05 04 2024 8:44:26
Статья в формате PDF
280 KB...
04 04 2024 10:22:27
Статья в формате PDF
215 KB...
03 04 2024 20:48:19
Статья в формате PDF
144 KB...
02 04 2024 22:27:20
Статья в формате PDF
152 KB...
01 04 2024 6:13:57
Статья в формате PDF
257 KB...
31 03 2024 20:36:29
Статья в формате PDF
255 KB...
30 03 2024 16:53:46
Статья в формате PDF
111 KB...
29 03 2024 16:49:36
Статья в формате PDF
111 KB...
28 03 2024 19:20:30
Статья в формате PDF
115 KB...
27 03 2024 23:55:58
Статья в формате PDF
92 KB...
26 03 2024 14:30:54
Статья в формате PDF
244 KB...
25 03 2024 2:44:24
Статья в формате PDF
178 KB...
24 03 2024 12:26:37
Статья в формате PDF
287 KB...
23 03 2024 11:55:26
Статья в формате PDF
298 KB...
22 03 2024 4:59:59
Статья в формате PDF
257 KB...
21 03 2024 10:25:42
В работе на созданных молекулярно-генетических моделях выявлена ассоциация генотипа А2/А2 локуса TAG 1A гена рецептора дофамина второго типа крыс с повышенной аудиогенной чувствительностью и увеличением удельной площади базолатеральной группировки миндалевидного комплекса по сравнению с крысами А1/А1. ...
19 03 2024 3:43:15
Статья в формате PDF
115 KB...
18 03 2024 0:10:36
Статья в формате PDF
274 KB...
17 03 2024 18:10:46
Статья в формате PDF
107 KB...
16 03 2024 15:12:41
Статья в формате PDF
207 KB...
14 03 2024 8:55:37
Статья в формате PDF
236 KB...
12 03 2024 5:53:12
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 ::
