<<
>>

К теплофизическим свойствам твёрдых горючих ископаемых обычно относят удельную теплоёмкость, коэффициенты теплопроводности и температуропроводности, коэффициент теплового расширения, а также теплоту сгорания.

С методами определения теплоты сгорания и зависимостью её величины от элементного состава и природы ТГИ мы познакомились в главе 17. В данной главе остановимся более подробно на других свойствах.

При взаимодействии ТГИ с тепловым полем происходит поглощение тепла, сопровождающееся повышением кинетической энергии молекул и атомов, что описывается ростом температуры. Коэффициент пропорциональности между изменением тепла dQ и температуры dT характеризует теплоёмкость вещества С = dQ/dT. На практике используют удельную величину теплоёмкости.

Удельной теплоёмкостью (Ср) называется количество теплоты, которое необходимо сообщить единице массы вещества, чтобы повысить его температуру на 1°С в определённом температурном интервале. Измеряется она в Дж/(кг?К).

С теплоёмкостью ТГИ связаны и другие их тепловые свойства – теплопроводность и температуропроводность. Коэффициент теплопро­водности характеризует проницаемость материала для теплового по­тока. Он численно равен количеству теплоты, переносимого через еди­ницу поверхности за единицу времени при единичном градиенте тем­пературы, и обозначается l (Вт/(м?К)). Чем больше коэффициент теплопроводности, тем скорее нагревается или охлаждается тело. Температуропроводностью называется физическая величина, характеризующая теплоинерционные свойства тел. Коэффициент температуропровод­ности численно равен скорости изменения температуры тела в процессе его нагрева или охлаждения при изменении градиента температуры, равном единице на единицу длины. Он обозначается буквой а (м2/с). Оба указанных коэффициента связаны соотношением:

а = l /da ? Cр, (23.1)

где Cр – удельная теплоёмкость материала, Дж/(кг ? К);

da – кажущаяся плотность материала, кг/м3.

Способность ТГИ изменять свои геометрические размеры при тепловом воздействии характеризуется коэффициентами линейного b и объёмного bоб расширения.

Эти коэффициенты равны относительному изменению линейного размера L или его объёма V образца при нагревании на 1°С.

b = ∆L/L ? ∆T; bоб = ∆V/V ? ∆T. (23.2)

Тепловое расширение ТГИ характеризуется ярко выраженной анизотропией. Числовые значения коэффициентов линейного расширения в направлениях параллельно и перпендикулярно плоскостям напластования существенно отличаются по величине. С ростом степени метаморфизма наблюдается увеличение анизотропии теплового расширения. При этом средний коэффициент линейного расширения уменьшается.

Существующие методы определения тепловых свойств основаны на закономерностях стационарных и нестационарных тепловых потоком. Применение для оценки теплофизических свойств ТГИ методов, в которых используется стационарный тепловой поток, в большинстве случаев затруднено. Это объясняется длительностью опытов, возможностью возникновения эффекта миграции воды и паров, трудностью проведения опытов при высоких температурах в условиях смоло- и газовыделения.

<< | >>
Источник: Самойлик В.Г.. Классификация твёрдых горючих ископаемых и методы их исследований: [монография] / В.Г. Самойлик. – Харьков: Водный спектр Джи-Ем-Пи,2016. – 308 с.. 2016

Еще по теме К теплофизическим свойствам твёрдых горючих ископаемых обычно относят удельную теплоёмкость, коэффициенты теплопроводности и температуропроводности, коэффициент теплового расширения, а также теплоту сгорания.:

  1. К теплофизическим свойствам твёрдых горючих ископаемых обычно относят удельную теплоёмкость, коэффициенты теплопроводности и температуропроводности, коэффициент теплового расширения, а также теплоту сгорания.