2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
I. МЕТОДИКА И АППАРАТУРА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
И. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МНОГОФАЗНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СРЕД
§1. Теплофизика двухфазной системы §2. Теплофизика трехфазной системы
§3. Влияние структуры и состава на температурное поведение тепловых свойств дисперсной среды
III. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД
§1. Классификация, состав и механические характеристики осадочных пород. Геотермическое деление §2. Карбонатные породы §3. Неконсолидированные обломочные породы §4. Консолидированные обломочные породы §5. Пирокластические породы §6. Кремнистые породы §7. Аппроксимационные параметры пород
IV. ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ К ИССЛЕДОВАНИЮ ГЕОТЕРМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА
§1. Общие закономерности изменения тепловых параметров в осадочном чехле
§2. Геотермический режим осадочной толщи Колпаковского прогиба Западной Камчатки
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ПРИЛОЖЕНИЯ
*
Приложение 1. Физико-механические параметры многокомпонентной
дисперсной среды Приложение 2. Описания и теплофизические характеристики исследованных образцов
3
ВВЕДЕНИЕ
В последнее врем в геотермии все большее внимание уделяется изучению теплофизических свойств осадочных горных пород [106, 108, 200], знацие которых оказывается необходимым при проведении большинства геотермических работ как на суше, так и на акватории, а также при численном моделировании различных протекающих в коре геофизических процессов. Значительная изменчивость механических параметров и минералогического состава осадочных пород нередко делает невозможным сопоставление экспериментальных данных разных авторов, приводимых без подробного описания изученных образцов. Некоторые вопросы поведения тепловых свойств осадочных пород вообще" остаются незатронутыми. Все это приводит к необходимости проведения широкомасштабных экспериментальных исследований для создания четкой и внутренне законченной картины теплофизики материала осадочной толщи литосферы.
Проводимая нами в данном направлении работа охватывает целый ряд методических и фундаментальных задач. Принципиально важным нам представляется экспериментальное исследование поведения теплофизических характеристик сложных многофазных и многокомпонентных сред при изменении соотношения между фазами, петрофизических и структурных особенностей пород, качества теплового контакта между зернами и Т.д.
16
Вторая экспериментальная установка использовалась для измерения теплофизических параметров как неконсолидированных дисперсных сред (донные осадки, нецементированные обломочные породы, искусственные модельные образцы), так и консолидированных осадочных пород и искусственных объектов при комнатных температурах. В частности, именно на этой установке были экспериментально изучены теплофизические свойства трехфазных дисперсных пористых сред, исследовано значительное количество образцов донных отложений Черного моря.
Установка была разработана в лаборатории геотермики Физического ф-та МГУ Г.И.Петруниным и В.Г.Поповым [101] и усовершенствована позднее с участием автора диссертационной работы [106].
В основу принципа работы установки положен метод регулярного теплового режима II рода в плоском варианте температурного поля (пластина); однако, в отличие от предыдущей установки, здесь применяется оптический источник тепла. В остальном методика определения теплофизических характеристик образца совпадает с аналогичной методикой для предыдущей установки при работе в РТР II рода.
Принципиальная схема установки изображена на рис.4. Тепловой поток постоянной мощности поступает на верхнюю поверхность образца от оптического нагревателя 3. Запись температуры нижней поверхности объекта осуществляется с помощью дифференциальной термопары 4, сигнал от которой, через потенциометр постоянного тока и усилитель 6 поступает на самописец 7 типа КСП-4. Система экранов 2 затрудняет развитие интенсивной воздушной конвекции в рабочем объеме и тем самым
предохраняет температурное поле измерительной ячейки от искажающего влияния конвекционных токов.
Рис.4. Схема установки по определению теплоемкости и температуропроводности минералов и горных пород (1 - образец, 2 - система экранов, 3 - отражатель, 4-5 - дифференциальная термопара, б -компенсационный потенциометр, 7 - самописец, 8 - источник питания и цель
коммутации).
, При работе с консолидированными породами в установку-• помещается специально изготовленный образец цилиндрической формы, имеющий диаметр 27 мм и толщину 4-6 мм. При работе с неконсолидированными средами используется специально разработанная измерительная ячейка, которая представляет собой цилиндрическую кювету высотой 4-6 мм, диаметром 27.4 мм и толщиной стенки 0.1 мм, выполненную из органического стекла. Донышко, к которому крепится спай термопары, а также верхняя крышечка, предназначенная одновременно для герметизации содержимого и эталонирования плотности теплового потока,
- Київ+380960830922