Diagnostika teplotních polí odvalů se záparem. I, Stacionární teplotní pole

Abstract

Diagnostika teplotních polí odvalů se záparem umožňuje stanovit základní teplotní a tepelné charakteristiky těchto polí. Vychází se z naměřených hodnot teplot na povrchu odvalu a ve vrtech. Cílem diagnostiky je podstatně snížit počet a velikost maloprůměrových vrtů a dosáhnout maximální přesnosti při určení kvalifikovaných odhadů parametrů teplotního a tepelného pole. Získané údaje slouží jako nutný podklad pro projekty sanace nebo likvidace odvalu se záparem.

V této práci je řešen základní, nejjednodušší případ stacionárního teplotního pole odvalu, který předpokládá, že rozložení tepelných zřídel v ohnisku záparu je sféricky symetrické a hustota těchto zřídel je popsána Gaussovou funkcí. Přesně byl vypočten teplotní profil na hlavní vertikální ose, procházející středem ohniska. Pro výpočet teplot mimo tuto osu byl odvozen přibližný vztah. Jedná se o řešení Poissonovy rovnice pomocí objemového potenciálu. Řešení stacionárního teplotního pole odvalu nám umožní získat kvalifikované odhady základních parametrů tohoto pole v prvé aproximaci. Tyto odhady pak budou využity při řešení podstatně složitějších případů nestacionárních teplotních polí odvalů.

Diagnostics of temperature fields of dumps with spontaneous fire enables to determine basic temperature and thermal characteristics of these fields. It is based on the measured temperature values on the dump surface as well as in boreholes. The diagnostics objective is to reduce considerably the number and size of small diameter bores and to achieve a maximum accuracy when giving qualified estimations of parameters of temperature and heat fields. The obtained data serve as a necessary basis for projects of maintenance or disposal of dumps with spontaneous fire.

In the present paper a basic and the simplest case of the dump stationary temperature field is solved which assumes that the distribution of heat sources in the spontaneous fire centre is spherically symmetrical and the density of these sources can be described by Gauss function. The temperature profile on the major vertical axis running through the centre point of spontaneous fire centre was calculated accurately. An approximate relation was derived for the calculation of temperatures past this axis. It is a case of the Poisson equation solution by means of the volume potential. The solution of the dump stationary temperature field will enable to obtain qualified assessments of basic parameters of this field in the first approximation. These estimations will be utilized when solving considerably more complicated cases of non-stationary temperature fields of dumps.