Zmrazování Ground Freezing

Slides:



Advertisements
Podobné prezentace
Co už známe? tání tuhnutí var a vypařování.
Advertisements

VYPAŘOVÁNÍ A VAR.
Tato prezentace byla vytvořena
ZMĚNY SKUPENSTVÍ Pevná látka tuhnutí tání Kapalina Plyn
Pevné látky a kapaliny.
Tepelná výměna prouděním
Teplota Termodynamická (absolutní) teplota, T
Změny skupenství Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Petr Jeřábek. Materiál zpracován v rámci projektu Implementace ICT techniky.
Aneta Říhová Lukáš Kahoun Marek Pertlík Adam Stibůrek
Molekulová fyzika a termika
PŘECHODY MEZI SKUPENSTVÍMI
Digitální výukový materiál zpracovaný v rámci projektu „EU peníze školám“ Projekt:CZ.1.07/1.5.00/ „SŠHL Frýdlant.moderní školy“ Škola:Střední škola.
Tepelné vlastnosti dřeva
potřebné ke změně teploty nebo přeměně skupenství látky
Vojtěch Škvor, Robert Kočí, Zuzana Podhorská, Lucie Syslová
Fyzikálně-chemické aspekty procesů v prostředí
Teplo Ing. Radek Pavela.
Aneta Brabencová Kristýna Nachtigalová Zuzana Aimová Jiří Dušek
TÁNÍ A TUHNUTÍ.
Vypařování: Na rozdíl od tání a tuhnutí vypařování probíhá
Kapalnění Sublimace Desublimace
ZMĚNY SKUPENSTVÍ LÁTEK I.
Strojní mechanika TERMOMECHANIKA Autor: Ing. Jaroslav Kolář
Elektrické teplo - základy Teplo 1 Elektrické teplo - základy.
Název materiálu: TEPLO – výklad učiva.
1.3 Jak zjišťujeme vlastnosti látek? Měření.
okolí systém izolovaný Podle komunikace s okolím: 1.
ZMĚNY SKUPENSTVÍ LÁTEK II.
FYZIKA Změny skupenství.
CHLAZENÍ POČÍTAČE.
Jméno: Miloslav Dušek Fakulta: Strojní Datum:
TEPLOTNÍ OBJEMOVÁ ROZTAŽNOST
Změny skupenství Zpracovali: Radka Voříšková Petra Rýznarová
Termodynamika (kapitola 6.1.) Rozhoduje pouze počáteční a konečný stav Nezávisí na mechanismu změny Předpověď směru, samovolnosti a rozsahu reakcí Nepočítá.
Skupenské změny 1 © Petr Špína 2011 foto: Pavel Bohatý, Milan Vávrů VY_32_INOVACE_B
Šíření tepla Dominik Pech Olina Křivánková Sabina Mrázková
Elektrárny 1 Přednáška č.3
Hydraulika podzemních vod
Vypařování a kapalnění
SKUPENSKÉ TEPLO TÁNÍ. = teplo, které přijme pevná látka při přechodu na kapalinu během tání. značka: L t jednotky: J; kJ vzorec: L t = m ∙ l t m = hmotnost.
Vnitřní energie, teplo, teplota. Celková energie soustavy Kinetická energie – makroskopický pohyb Potenciální energie – vzájemné působení těles (makroskopicky)
Název operačního programu: OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost
Stanovení součinitele tepelné vodivosti 2015 BJ13 - Speciální izolace Vysoké učení technické v Brně Fakulta stavební Ústav technologie stavebních hmot.
Joulův-Thomsonův jev volná adiabatická expanze  nevratný proces (vzroste entropie) ideální plyn: teplota se nezmění a bude platit: p1p1 V1V1 p 2 < p 1.
Anotace: Prezentace slouží k přehledu tématu vlastnosti vod Je určena pro výuku ekologie a monitorování životního prostředí v 1. a 2. ročníku střední.
 Hoření - chemický děj - vzniká teplo, světlo a látky odlišných vlastností, než má hořící látka - zpravidla se projevuje plamenem (sloupec hořících,
Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ Název školyGymnázium, Soběslav, Dr. Edvarda Beneše 449/II Kód materiáluVY_32_INOVACE_32_10 Název materiáluVypařování.
ELEKTROTECHNOLOGIE VODIČE - ÚVOD. VŠEOBECNÁ CHARAKTERISTIKA VODIČE – ELEKTRICKY VODIVÉ MATERIÁLY pro jejichž technické využití je rozhodující jejich VELKÁ.
ŘEMESLO - TRADICE A BUDOUCNOST
Elektrické vlastnosti fázových rozhraní
Stanovení součinitele tepelné vodivosti
Základní pojmy.
Energetický výpočet parogenerátorů
ADSORPCE na fázovém rozhraní pevná fáze-plyn.
Projekt: OP VK Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Autor:
Změny skupenství látek
Vytápění Teplo.
TÁNÍ A TUHNUTÍ. TÁNÍ A TUHNUTÍ ? Umíš odpovědět 1.Uveď příklady tání a tuhnutí. 2.Tají a tuhnou pevné látky stejně? 3.Na čem závisí tání látky?
ŠKOLA: Gymnázium, Chomutov, Mostecká 3000, příspěvková organizace
Stabilizace vápnem Lime Stabilization
ADSORPCE na fázovém rozhraní pevná fáze-plyn.
Základy chemických technologií
Konsolidace Consolidation
Ostatní metody Unconventional Methods
Elektrické vlastnosti fázových rozhraní
Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/ Číslo materiálu VY_32_INOVACE_15-02
Úvod Historie - Účel - Rozdělení metod „ÚPRAVY HORNIN A ZEMIN“
Elektrárny 1 Přednáška č.3
Elektrárny 1 Přednáška č.3
Sylaby přednášek Úprava vlastností hornin a zemin
Transkript prezentace:

Zmrazování Ground Freezing 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin OBSAH Úvod Podmínky Tepelné parametry Teorie - výpočet zmrazování Fáze zmrazování Technologie Kontrola Literatura 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin ÚVOD Voda je konstitutivní součástí zemin a běžně se vyskytuje v horninovém prostředí. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin ÚVOD Chování vody, dané jejími mechanickými vlastnostmi a inicializované gravitací, je příčinou mnoha jevů, které významným způsobem ovlivňují chování zemin a hornin. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin ÚVOD Nejčastějším a současně i nejnebezpečnějším jsou totální ztráta stability zvodnělých prostředí a zaplavení staveniště proudovým tokem z vody a klastického materiálu. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin ÚVOD Závažnost uvedeného jevu spočívá v krátké inicializační době a rychlosti průběhu jevu. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin ÚVOD Pokud jev nastal, nelze mu již zabránit. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin ÚVOD Zmrazování je technologie, která vodu v prostředí transformuje na pevnou fázi (led), a tím eliminuje všechna zmíněná rizika. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin ÚVOD Zmrazená voda - led spojuje pevnou vazbou zrna a pevné části prostředí. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin ÚVOD Zaledněné prostředí je stabilní a nepropustné. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Podmínky Prostředí musí obsahovat volnou vodu. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Podmínky Prostředí musí mít dostatečnou propustnost, aby byl zajištěn odvod části objemu vody z oblasti, ve které voda přejde z fáze tekuté do fáze pevné - led. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Podmínky Fázová přeměna vody v led je objemovou změnou, během které se zvětšuje objem hmoty vody v její pevné fázi (9%). 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Podmínky Pokud není zajištěn odvod vody, přírůstek objemu zmrazené hmoty vody (led) prostředí naruší (potrhá), deformuje a zvýší napětí v prostředí sousedícím se zmrazenou oblastí. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Podmínky Po opětovném rozmrazení hrozí nebezpečí ztráty únosnosti a stability prostředí. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Podmínky Rychlost proudění vody prostředím nesmí překročit kritickou hodnotu. Pokud voda proudí rychleji, než je kritická hodnota, pak nelze prostředí zmrazit. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Podmínky Kritická hodnota rychlosti proudění vody závisí na teplotě zmrazovacího média - zmrazovací technologii. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Tepelné parametry Tepelná vodivost prostředí Součinitel prostupu tepla materiálovým rozhraním Měrná tepelná kapacita Měrné skupenské teplo 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

Tepelná vodivost prostředí Tepelná vodivost je schopnost materiálu vést teplo (energii). 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

Tepelná vodivost prostředí Představuje rychlost, s jakou se teplo šíří materiálem při teplotním spádu. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

Tepelná vodivost prostředí Tepelnou vodivost materiálu charakterizuje součinitelem tepelné vodivosti (  W.m-1.K-1). 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

Součinitel prostupu tepla materiálovým rozhraním Součinitel prostupu tepla materiálovým rozhraním definuje teplo, které projde plochou rozhraní jednoho čtverečního metru při rozdílu teplot 1 Kelvin mezi dvěma různými materiály (  W.m-2.K-1). 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

Měrná tepelná kapacita Měrná tepelná kapacita (měrné teplo, specifické teplo) je definována jako množství tepla (energie), které je zapotřebí k ohřátí 1 kg materiálu o 1 K (Kelvin) ( c J.kg-1.K-1). 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

Měrná tepelná kapacita materiál c J.kg-1.K-1 voda 4190 led 0 C 2120 -10 C 2050 -50 C 1340 písek w = 5% 840 w = 20% 1470 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Měrné skupenské teplo Měrné skupenské teplo je definováno jako množství tepla (energie), které je nutné přidat či odebrat 1 kilogramu látky pro přechod z jedné fáze do jiné (lt J.kg-1). 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Měrné skupenské teplo Měrné skupenské teplo přeměny vody o 0C na led 0C činí 334 kJ.kg-1. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

Teorie-výpočet zmrazování Průběh teploty prostředí kolem zmrazovacího vrtu. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

Teorie-výpočet zmrazování Tepelný výpočet zmrazování – součásti: ochlazování pevné fáze z tp na t* ochlazování vody z tp – 0 C skupenská přeměna voda 0 C – led 0 C ochlazován ledu z 0 C na t* 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

Teorie-výpočet zmrazování Skupenská přeměna vody na led a ochlazování ledu probíhá jen do rozsahu Rz a netýká se vody, která se nachází v ochlazené oblasti za hranicí Rz. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin fáze zmrazování Aktivní Pasivní – udržovací Rozmrazování 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Aktivní Vytváření – růst zmrazené oblasti. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Pasivní – udržovací Zmrazená oblast se dále nerozšiřuje a zůstává konstantní. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Pasivní – udržovací Během pasivní – udržovací fáze teplo odebrané prostředí je rovno oteplení na hranici ochlazené oblasti. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Rozmrazování Proces ochlazování prostředí je ukončen. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Rozmrazování Prostředí je rozmrazeno přirozeným způsobem, oteplováním z okolního prostředí. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Rozmrazování Prostředí může být uměle rozmrazeno s využitím stávajících zmrazovacích vrtů, do kterých je čerpána ohřátá kapalina, nebo vodní pára. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin TECHNOLOGIE Mrazící media: Kapaliny - Solanky Plyny, zkapalněné plyny 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin TECHNOLOGIE Mrazící kolona 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin TECHNOLOGIE Zapojení mrazících vrtů 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin TECHNOLOGIE Mrazící systémy: Uzavřený Otevřený 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Uzavřený Uzavřený oběh médií Chladící okruh – voda Mrazící stanice – NH3, Freon, .. Solankový okruh – roztok CaCl2 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Otevřený Mrazící médium je vypouštěno do ovzduší 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin Kontrola Měření teploty prostředí. 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

© 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin LITERATURA Harris, J.S. (1995) : Ground Freezing In Practice. - Thomas Telford Publishing London 18/09/2018 © 2014 Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin