Geum.ru
   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по геологии-минералогии

Моделирование тепломассообменных процессов в мерзлых породах с подвижной ледовой компонентой

Автореферат докторской диссертации по геологии-минералогии

  СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА  
 Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
 

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

  • Для понимания роли льда в тепломассообменных процессах в дисперсных средах и, в частности, в мерзлых и промерзающих грунтах предложена модель бипористой среды, на основе которой изучены свойства двух систем: мелкопористой среды с включениями льда и льда с мелкопористыми частицами. Установлено, что вследствие движения льда относительно каркаса пористой среды законы переноса имеют общий вид, т.е. потоки тепла и массы линейно выражаются через всю совокупность термодинамических сил: градиенты температуры, давления жидкости, концентрацию раствора и электрического потенциала. Получен явный вид коэффициентов переноса и подтверждена выполнимость принципа взаимности Онзагера для систем с фазовыми переходами.
  • Изучением тепломассообменных свойств бипористых сред, насыщенных раствором неэлектролита, показано, что возрастание значения коэффициента теплопроводности мерзлой породы по сравнению с коэффициентом теплопроводности талой, а также значительное увеличение величин термоосмотического и осмотического коэффициентов есть следствие движения льда относительно минерального каркаса пористой среды.
  • Изучение тепломассообменных свойств бипористых сред, насыщенных раствором электролита, подтвердило значимость движения льда на их термоэлектрические свойства. Электроосмос, потоковый потенциал, термоэлектрополяризация среды становятся слабее с увеличением концентрации порового раствора. Осмотические и электроосмотические свойства мелкопористой составляющей существенно влияют на тепломассообменные свойства бипористой среды в области высоких концентраций раствора.
  • Создан экспериментальный комплекс, включающий систему измерения и обработки данных, для изучения тепломассообменных свойств мерзлых пористых сред с высоким разрешением по температуре. Найдены коэффициенты переноса водонасыщенного образца керамики с включением льда в диапазоне температуры -0,05 ч 0 С. Величины коэффициентов уменьшаются с понижением температуры образца. На графике зависимости недиагональных коэффициентов от температуры наблюдается слабый максимум вблизи температуры -0,02  С. Сравнительный анализ данных эксперимента с теоретическими расчетами показывает, что наиболее вероятная причина их отличия - незамерзшая вода между льдом и поверхностью твердого тела, которая играет двоякую роль. С одной стороны, гидросопротивление пленки незамерзшей воды тормозит движение льда, уменьшая массоперенос в фазе льда, с другой, наличие незамерзших каналов увеличивает долю массопереноса через среду в жидкой фазе.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов докторской диссертации:

  • Горелик Я.Б., Колунин В.С. Физика и моделирование криогенных процессов в литосфере. - Новосибирск : СО РАН, Филиал УГеоФ, 2002. - 317 с.
  • Колунин В.С. Перенос воды и льда в пористых средах вблизи точки фазового перехода // Криосфера Земли. - 2003. - Т. 7, № 3. - С. 55-62.
  • Колунин В.С. Тепломассоперенос в пористой среде с ледяными включениями // Криосфера Земли. - 2004. - Т. 8, № 4. - С. 45-53.
  • Колунин В.С. Теплопроводность льда с пористыми частицами // Криосфера Земли. - 2005. - Т. 9, № 4. - С. 34-41.
  • Kolunin V.S. Heat and mass transfer in porous media with ice inclusions near the freezing-point // Int. J. Heat Mass Transfer. - 2005. - Vol. 48, N 6. - P. 1175-1185.
  • Kolunin V.S., Kolunin A.V. Heat and mass transfer in saturated porous media with ice inclusions // Int. J. Heat Mass Transfer. - 2006. - Vol. 49, N 6. - P. 2514-2522.
  • Колунин В.С., Колунин А.В. Термоэлектрополяризация льда с пористыми частицами. I. Диффузионный механизм // Криосфера Земли. - 2008. - Т. 12, № 3. - С. 41-49.
  • Колунин В.С., Колунин А.В. Термоэлектрополяризация льда с пористыми частицами. II. Mеханизм двойного электрического слоя // Криосфера Земли. - 2009. - Т. 13, № 3. - С. 40-48.
  • Kolunin V.S., Kolunin A.V. Electrical cross effects in porous media with ice inclusions. I. Diffusion mechanism // Int. J. Heat Mass Transfer. - 2009. - Vol. 52, N 7-8. - P. 1627-1634.
  • Kolunin V.S., Kolunin A.V. Electrical cross effects in porous media with ice inclusions. II. Double electrical layer mechanism // Int. J. Heat Mass Transfer. - 2009. - Vol. 52, N 23-24. - P. 5577-5584.

Статьи в сборниках:

  • Kolunin V.S. Water and ice transfer in porous media near the phase transition point // Proc. 8th Int. Conf. on Permafrost, 21-25 July 2003, Zurich, Switzerland/ M. Philips, S.M. Springman, L.U. Arenson, Eds. - Taylor & Francis. - 2003. - P. 573-578.
  • Колунин В.С. Теплоперенос в средах с тепловыми диполями // Материалы международной конференции Криосфера Земли как среда жизнеобеспечения, Пущино. - 2003. - С. 214.
  • Колунин В.С. Теплопроводность льда с пористыми частицами // Материалы международной конференции Криосфера нефтегазоносных провинций, Тюмень. - 2004. - С. 136.
  • Колунин В.С., Колунин А.В. Коэффициенты переноса пористой среды с ледяными включениями // Материалы международной конференции Теория и практика оценки состояния криосферы Земли и прогноз ее изменений, том 2, Тюмень. - 2006. - С. 103-105.
  • Колунин В.С., Колунин А.В., Писарев А.Д. Бипористая среда как модель мерзлого грунта // Материалы международной конференции Криогенные ресурсы полярных и горных регионов. Состояние и перспективы инженерного мерзлотоведения, Тюмень. - 2008. - С. 402-403.

  СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА  
 Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
     Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по геологии-минералогии