8-amaliy ish Mavzu: Togʻ jinslarining solishtirma issiqlik sigʻimini aniqlash usullarini oʻrganish

8-amaliy ish


Mavzu: Togʻ jinslarining solishtirma issiqlik sigʻimini aniqlash usullarini oʻrganish.


Ishdan maqsad: Tog‘ jinslarining issiqlik xususiyatlarini o‘rganish va parametrlarini aniqlash.
Tog‘ jinslarining issiqlik xusussiyatlari parametrlarni oʻrganishning asosiy sabablaridan biri ularni termik burgʻilash hisoblanadi. Bugungi kunda massivda termik burgʻilash orqali suniy boʻshliqlar hosil qilish amalyoti ham mavjud.
T ermik burg’ilashda tog’ jinslari massiviga yuqori haroratli katta tezlikdagi gaz oqimi bilan ta’sir ko’rsatiladi va tog’ jinsi yuza qatlami jadal qizishi natijasida termik kuchlanish hosil bo’ladi. Oqibatda tog’ jinslari ushbu maydon chegarasi ichida mayda bo’laklarga parchalanib yemirilishi kuzatiladi.
Termik burgʻilashining samaradorligi birinchi navbatda togʻ jinsida hosil bo’ladigan termik kuchlanish σ_t miqdoriga bogʻliq boʻlib togʻ jinslarining mustahkamligi ortib borishi bilan (Yung moduli E ga toʻgʻri propartsional ravshda, 6.1 ifoda) uni qizdirganda hosil boʻladigan termik kuchlanish σ_t ham ortib boradi. Shunga koʻra mustahkamlik koeffitsienti f yuqori boʻlgan togʻ jinslarini termik burgʻilashda mexanik usuldan koʻra burgʻilash tezligi sezilarli darajada ortishini kuzatishimiz mumkin (6.2 grafik).
(6.1)
Bunda: l – togʻ jinsi namunasining dastlabki uzunligi, m.
∆l – togʻ jinsi namunasining qizdirilganda keyingi uzunligi, m.
α – issiqlikdan chiziqli kengayish koeffitsieti.
∆T – togʻ jinsi namunasini qizdirish harorati, ∆T = (T_y – T₀), C.
S hartli ravshda tog’ jinsini yemirishdagi kuchlanish σ_y ni termik kuchlanish σ_t ga teng deb qabul qilib termik burgʻilashda togʻ jinsining yemirilish harorati quyidagicha aniqlanadi.


(6.2)
Bunda: ν – Puasson koeffitsienti.

Tog’ jinslarda ularni yemiruvchi termik kuchlanish nisbatan katta bo’lmagan haroratda ham hosil qilinishi mumkin (T_y=300-600˚C). Masalan: kvarts, temirli kvarsitlarda T_y=400-450˚C, granitlarda T_y=500-600˚C, lekin burg’ilash jarayoni katta tezlikda amalga oshishi uchun harorat gradiyenti yuqori bo’lishi ta’lab etiladi.

Termik parchalashda tog’ jinslari xossalardan tashqari massivga uzatilayotgan issiqlik oqimi qiymati va issiq gaz oqimi uzatilish tezligi muhim ro’l o’ynaydi, ya’ni tog’ jinsi massiviga uzatilayotgan gazlar harorati qancha yuqori bo’lsa massivda shuncha katta termik kuchlanish hosil bo’ladi va tog’ jinsi shuncha mayda bo’laklarga parchalanadi. Issiqlik oqimi mahsus reaktiv gaz gorelkalar yordamida hosil qilinadi. Bunday gorelka ishchi kamerasida yoqilg’i va oksidlovchining aralashishi va katta tezlikda yonish reaksiyasi kechadi. Oksidlovchi turiga bog’liq holda yoqilg’i sifatida kerosin yoki benzindan foydalaniladi. Bunda gorelka tirqishidan chiqayotgan qaynoq gazlar tog’ jinsi massiviga urilib issiqlik energiyasini uzatadi. Solishtirma issiqlik oqimi quyidagicha aniqlanadi:
(6.3)
Bunda: k_i - issiqlik uzatish koeffitsienti.
T_g, Т_m - mos holda gazlar va tog’ jinsi yuzasinig haroratlari.
Olovli usulda burg’ilash uskunalarida gaz oqimi tezligi 1600-2000 m/sekundni tashkil etadi. Gorelka kamerasida bosimni orttirish orqali issiqlik oqimini ko’paytirish mumkin. Shu maqsadda gorelkalarning ba’zi bir konstruksiyalarida oksidlovchi sifatida kislorod o’rniga azot kislotasidan foydalaniladi. Azot kislotasi yoki kisloroddan oksidlovchi sifatida foydalanilganda bur’ilash ishlarining iqtisodiy ko’rsatkichlari pasayadi va burg’ilash uskunasi konstruksiyasi murakkablashadi.
Shuning uchun ham asosan benzin-havoli gorelkalardan foydalaniladi.
Tog’ jinslari mayda bo’laklarini ajralishi massivga cho’zuvchi va suruchi kuchlanishlar ta’sirida yuzaga keladi.
Demak, tog’ jinslari issiqlik o’tkazuvchanlik xossasi yuqori bo’lganda ularga beriladigan harorat gradienti past bo’lsa termik burg’ilashda samaradorlikga erishib bo’lmaydi.
Shuningdek, tog’ jinslari plastiklik xossasi yuqori bo’lganda ham termik burg’ilash unumdorligi pasayishi kuzatiladi. Masalan: tog’ jinslari tarkibida metallarning ko’p bo’lishi termik burg’ilsh jarayonida issiqlik miqdori ko’p bo’lishni talab etadi va burg’ilash jarayonida shlak hosil bo’lib uni skvajina zaboyidan yer yuzasiga chiqazib olish ancha murakkab jarayon hisoblanadi.
Termik burg’ilsh usulidan issiqlik kengayishi koeffitsiyenti turlicha bo’lgan minerallardan tarkib topgan to’g jinslarini burg’ilashda samaraga erishish mumkin. Tarkibida temir mavjud bo’lgan tog’ jinslarida termik burg’ilash yuqori samara bermaydi. Termik burg’ilash tezligiga tog’ jinslari fizik xossalarining kompleks ta’sirini aniqlash maqsadida hisoblash ishlari amalga oshiriladi.
Tog’ jinslarining termik burg’ilanuvchanlik bo’yicha shkalasi ishlab chiqilgan bo’lib, ushbu shkalaga asosan barcha tog’ jinslari 3 ta toifaga bo’lingan

Tog’ jinslari toifasi	Tog’ jinslari	Птб, m^3/ J
1	Termik usulda yaxshi burg’ilanadigan tog’ jinslari	5∙10^-7dan katta
2	Termik burg’ilanuvchi tog’ jinslari (temirli kvartsit)	5∙10^-÷5∙10^-8
3	Termik usulda qiyin burg’ilanadigan tog’ jinslari (bazalt, ohaktoshlar)	5∙10^-8dan kichik

Termik burg’ilanishni takomillashtirish bo’yicha quyidagicha yo’nalaishlarda ishlar olib borilmoqda:

1. 
   Gaz gorelkasi konstruksiyasini takomillashtirish
   
2. 
   Elektr dugali yoki plazmali gorelkalarni qo’llash. Bunda yuqori haroratli ionlashgan gazlarning oqimi plazmali burg’ilash dastgohida siqilgan havoni yuqori quvvatli elektr dugali razryad orqali o’tkazish yo’li bilan hosil qilinadi. Plazmali burg’ilash dastgohida yoqilg’i yoki oksidlovchi talab etilmaydi. Bundan tashqari burg’ilash dastgohlari 500ºC dan 8000ºC gacha qaynoq gazlarni ushbu intervalni bir hil ushlab turish imkoniyatini beradi.
   
3. 
   Tog’ jinslari massiviga har hil ishorali harorat maydonlari bilan ta’sir ko’rsatish.
   
4. 
   Burg’ilash jarayonida detonatsiya hodisasidan foydalanish.
   
5. 
   Tog’ jinslariga termik va mexanik ta’sir ko’rsatish usullaridan birgalikda foydalanish.