Чепак О.П., Костенко В.К., Завьялова Е.Л. Определение гидравлических параметров геотермального теплообменника

Деталі
Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2018
Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-140

Geoteh. meh. 2018, 140, 166-175

DOI: https://doi.org/10.15407/geotm2018.03.166

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГЕОТЕРМАЛЬНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА

1Чепак О.П., 1Костенко В.К., 1Завьялова Е.Л.

1Донецкий национальный технический университет МОН Украины

УДК 536.242:620.92:622.271

Язык:Английский

Аннотация.

Добыча полезных ископаемых открытым способом неизбежно сопровождается антропогенной трансформацией плодородных земель, затрудняющей их практическое использование. Идея предложенного способа заключается в создании в выработанном пространстве карьера очистного сооружения – биоплато, в котором для очистки карьерных вод, будут использоваться высшие водные растения, через корни, стебли и листья впитывающие минеральные вещества из воды. При этом нарастает корневая, подводная и поверхностная клеточная масса, которая в процессе дальнейшего отмирания и разложения клеток образует гумусовую часть плодородного слоя. В связи с техническими трудностями и большими затратами при организации подачи воды в скважину насосом необходимо определить основные гидравлические параметры биоплато, которые позволят организовать его работу в режиме самотека. Цель работы заключается в определении основных гидравлических параметров геотермального теплообменника на основе раскрытия условий самотечного прохождения воды через трубчатую систему заданных размеров. Установлено, что для организации подачи воды в геотермальную скважину биоочистного сооружения в режиме самотека дно карьера «Балка Мокрая» необходимо соорудить под углом не менее 4°. Одним из основных параметров, существенно влияющих на величину гидравлических сопротивлений, а значит - и на угол наклона дна карьера, являются диаметры внешней и внутренней трубы. Чем больше разница в диаметре внешней и внутренней трубы, тем сумма гидравлических сопротивлений больше.  Для уменьшения гидравлических сопротивлений внутри геотермальной скважины при диаметре внешней трубы 300 мм диаметр внутренней трубы должен быть равен 0,25…0,3 от диаметра внешней. Дальнейшее увеличение этого отношения не обеспечивает существенного снижения потерь напора в геотермальном теплообменнике. Для внешней трубы диаметром  200 мм, оптимальный диаметр внутренней трубы составляет 0,35…0,4 от диаметра внешней.

Ключевые слова:  выработанное пространство, геотермальная энергия, геотермальный теплообменник, высшие водные растения.

Список литературы:

1. Podolynny, S. (2016), “Functional Conversion of granite quarries methodological aspects of architectural and urban planning solutions”, VìsnikPridnìprovskoïDeržavnoïAkademìïBudìvnictva ta Arhìtekturi, vol. 1(9), pp.66 –75.

2. Kovalenko, V. S., Steinzeig, R. M. and Gothic, T. V. (2003), Rekultivatsiya narushennykh zemel na karyerakh [Reclamation of disturbed lands in quarries], MGGU, Moskva, RU.

3. Kostenko, V., Zavyalova, E. L. and Chepak, O. P. (2014), “The restoration of biodiversity in mined-out spaces quarries”, Proc. of the international forum-competition of young scientists “Problems of subsoil use”, Saint-Petersburg, pp. 131-133.

4. Zavyalova, E. L. and Chepak, O. P. (2015), “Determination of parameters of technology of restoration of biological diversity in the developed space of quarries”, Proc. of the International scientific and technical conference “Industrial ecology”, Belarusian national technical University, Minsk, pp. 78-84

5. Kostenko, V. K., Zavyalova, O. L., Box, I. V., Spinules, O. S., Chepak, O. P. and Filatov, I. Yu. Donetsk National Technical University (2014), Sposіb vidobuvannya geotermalnogo tepla [Method of geothermal heat extraction] State Register of Patents of Ukraine, Kiev, UA, Pat. № 91730

Об авторах:

Чепак Ольга Петрівна, аспірант кафедри природоохоронної діяльності, Донецький національний технічний університет МОН України, м. Покровськ Донецької обл., Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Костенко Віктор Климентович, доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри природоохоронної діяльності, Донецький національний технічний університет МОН Україны, м.Покровськ Донецкої обл., Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Зав'ялова Олена Леонідівна, кандидат технічних наук, доцент, доцент кафедри природоохоронної діяльності, Донецький національний технічний університет МОН України, м. Покровськ Донецької обл., Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.