Брыланып жатан ыманы температуралы режим.

Брыланып жатан ыманы температуралы режимі деп брылау баанасыны ішкі арнасында жне саиналы арнада циркуляцияланып жатан жуу ортасы температурасыны таралуын айтады жне зіні рекеті бойынша кптеген факторлара туелді болады.

Брылау бырларында жуу ортасыны тменге тсетін аысы саиналы арна бойынша ктерілетін аыспен немі жылу алмасу кйінде болады жне ол з кезегінде оршаан ортамен (зімен немесе шегендеуші бырлар арылы) байланысып, зіні температурасын тередігі, сонымен атар уаыт бойынша згертеді.

Таужыныстарды табии температурасы – трасыз мн жне ол тередігі бойынша, негізінен жоарлап, згереді. ымада циркуляцияланатын жуу ортасымен жылу алмасу нтижесінде таужыныстар массивінде жылулы балансы бзылады, ыма опанынан оршаан массивке жылуды шыуы циркуляцияны затылыына туелді болып, уаыт бойынша немі згеріп отырады. Бл жадайда таужыныстар зіні температурасы да згереді.

ыманы забой маы белдемінде жуу ортасы таужыныстарды бзушы ралды механикалы жмысы нтижесінде блінетін жылуды абылдайды. Забой маында жергілікті жылу кзі ымадаы жылу алмасу жадайын крделендіреді жне ол ктеру аысыны температурасына ана емес, брылау бырлары абырасы арылы жылу алмасу нтижесінде тменге тсетін аысты температурасына да сер етеді.

Брылау бырлары жне саиналы кеістікте йкеліс кедергісін кететін аыса шыындалатын энергия да жылу ретінде таралып, ортаны температурасына сер етеді.

зіндік жылу кзіне – брылау бырларыны ыма абырасына йкелісі де жатады.

Ауа немесе газбен рлеу арылы брылау кезінде жылу алмасу рдістерімен бірге масса алмасу рдісі жреді, ол ауа немесе газ ылалдыыны згеруімен крініп, оларды температурасына біршама сер етеді.

Мгілік мзды таужыныстар бойынша брылау кезінде жылу алмасу рдістері таужыныстардаы фазалы кйіні згеруімен крделенеді жне олар жылу аыстарыны арындылыына жне баытына біршама сер етеді.

ымадаы циркуляциялы жйесіні кез келген нктесіндегі жуу ортасыны температурасы кез келген уаытта жуу ортасыны шыыны жне алашы температурасы, ерітіндіні озалу жылдамдыы жне турбуленттілігі, жуу ортасыны ымамен тіп жатан таужыныстарды физикалы жне жылу-физикалы асиеттері, брылау баанасы жне шегендеу бырларды конструкциялы ерекшеліктері жне материалдар асиеттері, брылау жылдамдыы жне брылау затыы, забойда таужыныс бзушы ралды шыарып жатан уаттылыы жне т.б. факторларды бірге кріну нтижесі болып келеді.

Осы факторларды кбісіні рекеті ыманы р учаскесінде ртрлі жне табасы бойынша арама-арсы болып, уаыт бойынша згереді.

Брыланып жатан ыманы температуралы режим мселесі те крделі жне он наты шешу біршама иындытарды тудыртады.

азіргі уаыта кптеген зерттеушілермен температуралы режимді болжау масатында оны біратар шешімдерін сынан. Оларды біреуі – технологиялы есептеулерді жеілдету масатында эмпирикалы жне жартылай эмпирикалы туелділіктерден немесе арапайым аналитикалы жадайлардан ралан олданбалы, екіншісі – циркуляцияланатын ортаны оршаан таулы массивпен стационарлы емес жылу алмасуыны жалпы жадайларына жне кейбір екінші дрежелі факторларды ескеру те крделі жне барлы есептеулер шін олайсыз болып келеді.

Анытаушы факторларды ескеру бойынша е арапайым жне толы шешімі 1964 жылы алынан жне ол мзды таужыныстарда брылау жадайлары шін олданып, [7] жне одан да ерте шыан жмыстарда берілген. Тау-ке жылу физикасында «стационарлы емес жылу алмасу крсеткіші k» тсінігін, сонымен атар таужыныстар рамындаы ылалды агрегатты кйіне тетін жне Ю.Д. Дядькин енгізген «жылу алмасуды интенсификациялау крсеткіші k_агр» олдану нтижесінде шешімдерді арапайымдылыы алынан. Бл жадайда брылау бырлары бойынша тмен тсетін жне саиналы арнада температурамен функционалды байланысты болатын аысты температурасы шін траты крсеткіштері бар екінші дрежелі біралыпсыз жолаты дифференциалды тедеуді шешуге баытталан. ыманы берілген уаытта соы тередігі кезінде кез келген h тередікті температурасы шін соы аналитикалы мні келесі трге ие:

Брылау колонкасындаы тменгі тсетін аыс шін:

t₁=m₁ +n₁ +T₀- , (4.2)

мндаы

m₁=

саиналы арнада ктерілетін аыс шін

t₂= m₂ +n₂ +T₀+ (4.3)

мндаы

m₂=

бл мндерде А, В, Е – ысартылан крсеткіштер:

A=(t_1H-T₀+ B=

E=

мндаы r₁, r₂ – сипатты тепе-тедікті тбірі,

r₁, r₂ = ( );

t_1H – брылау бырында айдалатын жуу ортасыны температурасы, °С; T₀ – жер бетіні шартты тратылыы (бейтарап абатты температурасы), °С; – геотермиялы градиент, °С/м; h, H, D – тередігі (азіргі координаты), ыманы соы тередігі жне диаметрі, м; п, r₁, r₂ – брылау баанасыны ішкі жне сырты радиустары, м; G – жуу ортасыны массалы шыыны, кг/с; с – сол ортаны меншікті жылу сыйымдылыы, Дж/(кг Х X °С); - жмыс істеп жатан таужынысты бзушы ралды суытылу есебінен забойда жуу ортасы температурасыны жоарлауы, °С; k – быр зындыы бірлігіне жататын брылау баанасы абырасы арылы жылу беру крсеткіші, Вт/(м² °С); - стационарлы емес жылу алмасу крсеткіші, Вт/(м² °С).

Егер циркуляция басталан кезінен уаытта ыманы соы тередігін Н берілген рейс ішінде брылау нтижесі ретінде арастыратын болса, онда

H=H₀+ , (4.4)

мндаы Н₀ – ыманы алашы тередігі, м; – брылауды механикалы жылдамдыы, м/с; – циркуляцияны затылыымен сйкес келетін брылау затылыы, с.

(4.4) ескере отырып (4.2) жне (4.3) аналитикалы мндері брыланып жатан ыманы температуралы режиміні анааттанатын математикалы лгісі. Ол ыманы кез келген соы тередігінде циркуляцияны басталуынан кез келген уаытта брылау бырлары – быраралы кеістік жйесіні кез келген нтесінде температураны анытауа ммкіндік береді