Источники тепла

ТЕРМОДИНАМИКА АТМОСФЕРЫ КАРЬЕРОВ

Термодинамика атмосферы карьеров изучает источники тепла и закономерности изменения температуры воздуха в карьерах, термические силы и их влияние на движение воздуха, закономерности развития туманов в карьерах.

В общем случае воздух в карьере может, как нагреваться, так и охлаждаться. Основными источниками нагревания воздуха являются его естественное адиабатическое сжатие вышележащими: слоями воздуха, инсоляция поверхности карьера, пожары и другие окислительные процессы, эндогенное тепло горных пород. Воздух может также охлаждаться холодными поверхностями карьера, снежным покровом.

Адиабатическое сжатие воздуха, не насыщенного паром, при опускании в карьер вызывает увеличение его температуры примерно на 1°С на каждые 100 м вертикальной высоты. При отсутствии охлаждения воздуха адиабатическое сжатие является основной причиной увеличения температуры воздуха в карьере по сравнению с поверхностью (только летом). Значительным источником тепла в карьере является облучение солнцем (инсоляция) бортов и дна. Однако вследствие разной инсоляции бортов в течение суток их температура меняется, при этом северные борта карьеров, как лучше освещённые солнцем, имеют и более высокую температуру. Окислительные процессы в карьерах могут быть ощутимыми источниками тепла в случае, если реакции окисления - экзотермические, например, окисление угля, сланца и углеродосодержащих горных пород. Наиболее интенсивны процессы тепловыделения при пожарах (тоже процесс окисления). Определённое количество тепла поступает к обнаженным поверхностям карьеров из глубин (эндогенное тепло). В зависимости от климатических и геологических u1091 условий месторождения температура неохлажденных горных пород на глубине 100 м может составлять 4-12°, на глубине 300 м уже 7-18°С. Однако вследствие предварительного охлаждения, температура обнажаемых пород в карьере меньше, чем в нетронутом массиве. Такая разница в температуре больше зимой и меньше летом. В глубоких карьерах тепловой режим поверхностей обнажения карьера, определяемый притоком эндогенного тепла из недр Земли, является одним из основных факторов. Зимой борта карьеров могут охлаждать находящийся над ними воздух при покрытии снегом, который отражает до 50% падающей на него солнечной радиации. Кроме того, большое количество тепла расходуется на таяние снега весной, что также способствует охлаждению воздуха.

Дата добавления: 2014-01-20