|
Issiq quruq tog„ jinslarining issiqlik miqdori
. Bir jinsli massivda konveksiya
bо‗lmaganda, chuqurlikning ortishi bilan temperatura chiziqli о‗sib boradi (16.1-A rasm).
15.1
- rasm. Geotermal massivning issiqlik miqdorini aniqlashga doir sxema:
A-quruq tog‗ jinslarining massivi; B-suv tashuvchi issiq qatlam.
Agar Yer sirtidan chuqurlashgan sari
y-
ortib borsa, u holda temperaturaning о‗zgarishi
quyidagicha bо‗ladi
T = To + y = To + G y
; (15.1) dy dT
bu yerda
G
=
-
temperatura gradiyenti, oS/m. dy dT
Minimal foydali
T1
temperatura
u1
chuqurlikka mos keladi:
T1 = To + G y1
;
u1 =
(
T1 - To
)
/ G
. (15.2)
Massivdagi issiq qatlamning о‗rtacha temperaturasi
Tm =
(
T2 - T1
)
/ 2 = G
(
y2 - y1
)
/ 2
. (15.3)
T>T1
temperaturali
y
chuqurlikda qalinlikdagi
δy
qatlamning
ΔE
foydali issiqlik miqdori quyidagiga teng
ΔE = ρt δy F ct (T - T1) = ρt δy F ct G (y - y1)
; (15.4)
bu yerda
ρt -
geotermal massivning zichligi, kg/m3;
F -
massivning yuzasi, m2;
ct
- solishtirma issiqlik sig‗imi, J/(kg K).
u2-
chuqurlikgacha bо‗lgan tog‗ jinslarining tо‗la foydali issiqlik miqdori quyidagiga teng
E = ρtδyFctG
(
y - y1
)
dy = ρtδyFccG
(
y2-y1
)
2/2
. (15.5) 21 уу
(3) formulani e‘tiborga olganda, (5) formula quyidagicha bо‗ladi
E = Ct Tm
;
St = ρt F ct
(
y2 - y1
) . (15.6)
Agar tog‗ jinslaridagi issiqlik suv bilan bir tekis chiqariladi va
Tm
temperaturagacha
qizdiriladi deb olsak, u holda
ρs ss W Tm = -St dTm / dτ
; (15.7) bu yerda
ρs
- suvning zichligi, kg/m3;
ss
- suvning
solishtirma issiqlik sig‗imi, J/(kg K);
St -
massivning tо‗la issiqlik sig‗imi, J/K;
W
- hajmiy sarf, m3/s;
τ
- vaqt, s.
(16.7) ni о‗zgaruvchilarga ajratilganda, quyidagi formula hosil bо‗ladi
dTm /Tm
= -
dτ = -dτ/τo
; (15.8) тс с C W с
Tm = Tmo yexr
(
-τ/τo
);
τo =
; (15.8a) W с Cсс т
bu yerda
τo -
vaqt doimiyligi, s.
(15.8)
-
chi formulani e‘tiborga olganda, quyidagi formula hosil bо‗ladi
YE = Yeo yexr
(
-τ/τo
) . (15.9)
Tabiiy issiq suv qatlamlari katta chuqurliklarda yotadi (15.9-B rasm).
Suv tashuvchi qatlamning qalinligi uning yotish chuqurligiga qaraganda
h
ancha
kichik. Suv tashuvchi qatlam tog‗ jinslari va issiq suvlardan iborat bо‗ladi. Massivdagi
issiq suvning о‗rtacha temperaturasi
T2
, minimal foydali temperaturasi esa
T1
ga teng.
Issiqlik manbaining tavsifi quruq tog‗ jinslariga о‗xshab aniqlanadi. (15.10) formula
quyidagicha bо‗ladi
YE = F Ct
;
Ct=
[
χ ρsss+
(1-
χ
)
ρtst
]
h
;
χ =
1
-Vt / V
; (15.10)
bu yerda
χ -
suv tashuvchi qatlamning g‗ovakligi;
Vt
,
V
- qatlamdagi tog‗ jinslarining hajmi va qatlamning umumiy hajmi, m3.
Vaqt doimiyligi
τo = .
(15.11) W с Ссс т
Amalda geotermal energiyadan foydalanish har doim ikki yо‗nalishda kо‗riladi: 1) elektr
energiyasi ishlab chiqarish va issiqlik texnologik jarayonlar uchun (issiqlik tashuvchining
temperaturasi 150...300 oS-dan yuqori); 2) isitish va issiq suv ta‘minoti uchun (40...150
oS).
Geotermal issiqlikni chiqarib olishning eng kо‗p tarqalgani va sodda texnikasi bu gidro-va
bug‗termal manbailari bо‗lgan mintaqalarda yer osti qatlamlariga bevosita quduqlarni
burg‗ilashdan
iborat
bо‗ladi
(15.2-rasm).
15.2 rasm. Geotermal issiqlikni chiqarib olish sxemalari:
A-gidro- va bug‗termal, B-petrotermik manbalar; 1-tabiiy geyzer; 2-energetik stansiya; 3-
chuqur quduq; 4-bug‗-suvli manba; 5-mantiya; 6-issiq tog‗ jinslari; 7-issiqlik trassasi; 8 va
9- suvni о‗zatuvchi va chiqaruvchi quduqlar; 10-issiq quruq tog‗ jinslarini parchalash
maydoni.
Tо‗g‗ridan-tо‗g‗ri oddiy iste‘mol qilishda geotermal issiqlik uy-joy va sanoat binolarini,
issiq xonalarni, basseynlarni, sport qurilmalarini, texnologik jarayonlarni isitish va issiq
suv ta‘minoti uchun ishlatiladi.
Murrakabroq iste‘mol qilish usullaridan - bu geotermal issiqlikni elektr energiyasiga
aylantirish usulidir. Sodda geotermal elektr stansiyalarida bug‗ (200 oS temperaturali, 200
MPa bosimli) manbadan bevosita turbinaga beriladi. Turbina esa elektr generatorini
harakatlantiradi. Ishlatilgan bug‗ issiq suvga aylantiriladi va ikkilamchi iste‘molchilarga
uzatiladi (15.3-A rasm).
Kо‗p hollarda geotermal bug‗ qurilma jihozlarini korroziyalovchi kimyoviy aktiv
aralashmalarga ega. Bunday hollarda bug‗ separatorlarda
tozalanadi va sо‗ngra turbinaga uzatiladi (15.3-B rasm).
Ikki konturli geotermal elektr stansiyalari eng maqbul hisoblanadi (15.3,V rasm).
Manbaidan chiquvchi bug‗ issiqlik almashtirgich orqali birinchi konturda suv bug‗ini hosil
qiladi yoki separatordan keyin bevosita turbinaga uzatiladi. Ishlatilgan bug‗ issiqlik
almashtirgich orqali ikkinchi konturda issiqlik tashuvchini bug‗lantiradi. Ikkinchi
konturda qaynash temperaturasi past bо‗lgan freon, toluol va boshqa suyuqliklar
ishlatiladi.
15.3-Rasm: Geotermal elektr stansiyalarning sxemalari:
A-bug‗ni bevosita ishlatish; B-separatorli sikl; V-ikki konturli sikl; 1-bug‗ manbai; 2-
turbina; 3-generator; 4-kondensator: 5-separator; 6-nasos; 7-issiqlik almashtirgich
Geotermal elektr stansiyalaridan foydalanish ekologiyani buzilishi va atrof muhitning
ifloslanishi bilan bog‗liq bо‗lgan о‗ziga xos salbiy tomonlarga ega, ya‘ni:
1) geotermal elektr stansiyalaridagi chiqindi issiq suvlar daryo va kо‗llarning
temperaturasini oshiradi;
2) yer osti issiq suvlari tarkibida ancha katta miqdorda ikki oksidli kremniy hamda oz
miqdorda kimyoviy aktiv moddalar bо‗lib ular esa kanal, hovuz va boshqalarda tо‗planadi;
3) yer osti suvlarini intensiv chiqarish oqibatda suv sathi pasayadi, bu esa yerning
chо‗kishiga olib kelishi mumkin. Bu muammolar geotermal suvlarni tozalash hamda
quduq orqali ishlatilgan suvlarni qaytadan yer ostiga haydash yо‗llari bilan hal qilinadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
