Zmrazování Ground Freezing

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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 © Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

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 © Karel Vojtasík – Úprava vlastností hornin a zemin

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

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

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

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

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

Zmrazování Ground Freezing

Podobné prezentace

Prezentace na téma: "Zmrazování Ground Freezing"— Transkript prezentace:

Podobné prezentace

O projektu

Kontaktní formulář

Přihlásit se

Přihlásit se přes sociální síť:

Zmrazování Ground Freezing

Podobné prezentace

Prezentace na téma: "Zmrazování Ground Freezing"— Transkript prezentace:

Podobné prezentace

O projektu

Kontaktní formulář