Розробка фізичної моделі процесу формування геотермальної аномалії на території Кримського півострова. Характеристика теплофiзичних моделей для дослідження процесів теплопровідності та розрахунку профільних температурних полів теплової аномалії.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукРобота виконана в Інституті технічної теплофізики, Національна академія наук України. Науковий консультант: д.т.н., провідний науковий співробітник Шурчков Анатолій Васильович, Інститут нетрадиційної та відновлюваної енергетики НАН України. Рєзцов Віктор Федорович, Інститут нетрадиційної та відновлюваної енергетики НАН України, заступник директора; д.т.н., професор Накорчевський Альфред Іванович, Інститут технічної теплофізики НАН України, провідний науковий співробітник; Захист відбудеться 26.06.2007 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.224.01 в Інституті технічної теплофізики, 03057, м.Сонячне випромінювання й геотермальна енергія є нетрадиційними джерелами енергії, які в великих масштабах можна використовувати для надійного, екологічно чистого постачання теплотою й електроенергією в умовах України. Використання геотермальної енергії для опалення, водопостачання й кондиціювання повітря різних споруд у містах, сільській місцевості, а також у різних галузях промисловості й сільському господарстві дозволить уже в найближчі роки заощаджувати в країні до 30% традиційного палива, що становить 1,5?2,0 млн. т у. палива. Зіставлення наявних даних по ресурсах термальних вод на території України з обсягом їх видобутку показує, що рівень використання геотермальної енергії поки незначний. Дисертаційна робота та дослідження за її тематикою виконані у відповідності до наступних тем науково-дослідних робіт Інституту технічної теплофізики й Інституту проблем моделювання в енергетиці НАН України: державна науково-технічна програма “Екологічно чиста геотермальна енергетика України”. На підставі розроблених методів вперше: реалізовані профільні моделі температурних полів геотермальної аномалії, що дозволяють одержати значення температур на заданій глибині для довільного геотермічного розрізу степового Криму; розроблені та реалізовані планові моделі температурних полів геотермальної аномалії, що дозволяють одержати значення температур у довільній точці степового Криму на заданій глибині без буріння свердловин.Для розрахунку температури породи на будь-якому рівні за значенням температури, що одержане в результаті замірювання в свердловині на іншому рівні, пропонується по геолого-гідрологічному розрізу свердловини або по геологічних профілях розрахувати приведені потужності МП шарів пласта по відношенню до коефіцієнта теплопровідності фундаменту lф (для геотермального родовища Криму нами прийнято lф=3 Вт/м.град). У випадку, якщо позначка, на якій необхідно знайти шукану температуру ТИСК, знаходиться нижче точки заміру температури в свердловині, то її значення розраховується по формулі: ,(2) де ТИЗМ - значення температури, яке одержане заміром у свердловині, град; Т0 - температура нейтрального шару, град; МП1...MПN - приведені потужності шарів пласта, м; l1... ln - коефіцієнти теплопровідності пласта, Вт/м.град; НИЗМ - глибина, на якій був зроблений замір температури, м; У правій частині формули (2): перший множник відповідає перепаду температури на одиницю приведеної потужності пластів гірських порід до позначки заміру температури; другий множник показує приведену потужність пластів гірських порід від позначки заміру температури до позначки, для якої розраховується температура. Температуру в точці, що знаходиться вище позначки заміру температури в свердловині, можна розрахувати по формулі: ,(3) У випадку, коли температура в свердловині заміряна нижче покрівлі фундаменту, шукана (вище позначки заміру температури в свердловині) температура ТИСК буде дорівнювати: (5)Для виключення неоднозначності будемо вважати, що розподіл температури у фундаменті на зрізі 5000 м, який отриманий по температурах, що заміряні у свердловинах, є достовірним, і з ним будемо порівнювати результати моделювання. Ці тіла втілюються в земну кору, температура в якій до глибини 10 км рівномірно розподілена. Приблизно через 106 років на моделі формується температура, яка наближена за своєю формою до фактичного розподілу температур на зрізі 5000 м в даний час. Гаряче тіло втілюється в земну кору, температура в якій рівномірно розподілена до глибини 10 км від поверхні Землі. Така постановка задачі дає можливість розрахувати температуру та тиск рідини, що фільтрується, температуру в обємі породних блоків і навколишньому масиві.Узагальнення результатів виконаних досліджень дозволяє зробити наступні висновки: Серед альтернативних джерел енергії найперспективнішою та готовою для практичного використання є геотермальна енергія, ресурсна база якої характеризується значними величинами. На території України є ряд регіонів із значними розвіданими запасами теплоенергетичних вод, використання яких може забезпечити значний обєм енергоспоживання. Комітетом з геології та використання надр України розвідані й визначені потенційні експлуатаційні запаси термальних вод, що залягають на глибині до 3000 метрів у кількості 27303 тис. м3/добу.