Зависимость эффективной теплопроводности гранитов от давления и температуры

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

На основании серии экспериментальных данных предлагается однопараметрическое описание температурно-барической зависимости эффективной теплопроводности гранитов в зависимости от ее значения при одной фиксированной температуре и атмосферном давлении. Предложенное описание довольно хорошо согласуется с экспериментальными данными в достаточно широком температурно-барическом диапазоне при отсутствии необратимых изменений в образцах в результате термобарического воздействия.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Аливердиев

Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиал Объединенного института высоких температур РАН; Институт физики ДФИЦ РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: aliverdi@mail.ru
Россия, Махачкала; Махачкала

Р. М. Алиев

Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиал Объединенного института высоких температур РАН; Дагестанский государственный технический университет

Email: aliverdi@mail.ru
Россия, Махачкала; Махачкала

А. А. Амирова

Институт физики ДФИЦ РАН

Email: aliverdi@mail.ru
Россия, Махачкала

В. Д. Бейбалаев

Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиал Объединенного института высоких температур РАН; Дагестанский государственный университет

Email: aliverdi@mail.ru
Россия, Махачкала; Махачкала

Б. А. Григорьев

ООО “Газпром ВНИИ ГАЗ”

Email: aliverdi@mail.ru
Россия, Развилка, Московская обл.

Ю. П. Заричняк

Национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики

Email: aliverdi@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

М. Р. Эфендиева

Дагестанский государственный университет

Email: aliverdi@mail.ru
Россия, Махачкала

Список литературы

  1. Norden B., Förster A., Förster H.-J., Fuchs S. Temperature and Pressure Corrections Applied to Rock Thermal Conductivity: Impact on Subsurface Temperature Prognosis and Heat-flow Determination in Geothermal Exploration // Geothermal Energy. 2020. V. 8. P. 1.
  2. Miranda M.M., Márquez M.I.V., Raymond J., Dezayes C. A Numerical Approach to Infer Terrestrial Heat Flux from Shallow Temperature Profiles in Remote Northern Regions // Geothermics. 2021. V. 93. P. 102064.
  3. Алишаев М.Г., Аливердиев А.А., Бейбалаев В.Д. Проблема доставки скрытой теплоты фазового перехода пара в пласт // ТВТ. 2023. Т. 61. № 6. С. 915.
  4. Furlong K.P., Chapman D.S. Heat Flow, Heat Generation, and the Thermal State of the Lithosphere // Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 2013. V. 41. P. 385.
  5. Annen C., Blundy J.D., Sparks R.S.J. The Genesis of Intermediate and Silicic Magmas in Deep Crustal Hot Zones // J. Petrol. 2005. V. 47. P. 505.
  6. Nabelek P.I., Whittington A.G., Hofmeister A.M. Strain Heating as a Mechanism for Partial Melting and Ultrahigh Temperature Metamorphism in Convergent Orogens: Implications of Temperature Dependent Thermal Diffusivity and Rheology // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 2010. V. 115. № B12. P. B12417.
  7. Whittington A.G., Hofmeister A.M., Nabelek P.I. Temperature-dependent Thermal Diffusivity of the Earth’s Crust and Implications for Magmatism // Nature. 2009. V. 458. P. 319.
  8. Fu H., Zhang B., Ge J., Xiong Z., Zhai Sh., Shan Sh., Li H. Thermal Diffusivity and Thermal Conductivity of Granitoids at 283–988 K and 0.3–1.5 GPa // Am. Mineral. 2019. V. 104. № 11. P. 1533.
  9. Chopraa N., Raya L., Deyb S., Mitrac A. Thermal Conductivity, Density, Petrological, and Geochemical Characteristics of Granitoids from Singhbhum Craton, Eastern India // Geothermics. 2020. V. 87. P. 101855.
  10. Эмиров С.Н., Рамазанова Э.Н. Теплопроводность песчаников в условиях высоких давлений и температур // ТВТ. 2007. Т. 45. № 3. C. 359.
  11. Emirov S.N., Aliverdiev A.A., Zarichnyak Y.P., Emirov R.M. Studies of the Effective Thermal Conductivity of Sandstone under High Pressure and Temperature // Rock Mech. Rock Eng. 2021. V. 54. P. 3165.
  12. Emirov S.N., Aliverdiev A.A., Beybalaev V.D., Amirova A.A. On the Temperature and Pressure Dependences of the Effective Thermal Conductivity of Granites // Thermal Sci. 2021. V. 25. № 4A. P. 2493.
  13. Kant M.A., Ammann J., Rossi E., Madonna C., Höser D., von Rohr Ph.R. Thermal Properties of Central Aare Granite for Temperatures up to 500oC: Irreversible Changes due to Thermal Crack Formation // Geophys. Res. Lett. 2017. V. 44. № 2. P. 771.
  14. Horai K., Susaki J. The Effect of Pressure on Thermal Conductivity of Silicate Rocks up 12 kbar // Phys. Earth Planet. Inter. 1989. V. 55. № 3–4. P. 292.
  15. Miao S.Q., Li H.P., Chen G. Temperature Dependence of Thermal Diffusivity, Specific Heat Capacity, and Thermal Conductivity for Several Types of Rocks // J. Therm. Anal. Calorim. 2014. V. 115. № 2. P. 1057.
  16. Miranda M.M., Matos C.R., Rodrigues N.V., Pereira A.J.S.C., Costa J.J. Effect of Temperature on the Thermal Conductivity of a Granite with High Heat Production from Central Portugal // J. Iberian Geology. 2019. V. 45. № 1. P. 147.
  17. Sun Q., Zhang W., Zhu Y., Huang Z. Effect of High Temperatures on the Thermal Properties of Granite // Rock Mech. Rock Eng. 2019. V. 52. № 8. P. 2691.
  18. Zhao X.G., Zhao Z., Guo Z., Cai M., Li X., Li P.F., Chen L., Wang J. Influence of Thermal Treatment on the Thermal Conductivity of Beishan Granite // Rock Mech. Rock Eng. 2018. V. 51. № 7. P. 2055.
  19. Shen A.H., Bassett W.A., Chou I.-M. The α–β Quartz Transition at High Temperatures and Pressures in a Diamond–Anvil Cell by Laser Interferometry // Am. Mineral. 1993. V. 78. № 7–8. P. 694.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимости эффективной теплопроводности от температуры: на изобарах (а) 0.1 МПа: 1 – образец 1, 2 – 2, 3 – 3 (нагрев), 4 – 3 (охлаждение), 5 – 5, 6 – 6; (б) 400 МПа: 7 – образец 4; маркеры – экспериментальные данные для образцов 1–6 [12–16], кривые – аппроксимации по выражению (6).

Скачать (94KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости эффективной теплопроводности при T = 300 К от давления для нескольких образцов: 1 – 1, 2 – 2, 3 – 4; символы – экспериментальные значения [12, 14], кривые – аппроксимации (6).

Скачать (70KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Экспериментальная зависимость коэффициента n при атмосферном давлении от эффективной теплопроводности при 300 К для образцов из таблицы.

Скачать (46KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимости  (светлые кружки) и  (закрашенные кружки) для образцов 1 (1), 2 (2) и 4 (3) при температурах: (а) ‒ T0 = 455 К (), (б) ‒ 300.

Скачать (80KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость теплопроводности при 300 К от теплопроводности при 455 К и околонулевом давлении, рассчитанная согласно (6).

Скачать (48KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024