冷冻导热片麻岩
考虑到水的热导率,冰和空气是线性依赖于温度。因此,温度下降1 k系数的X的水和空气减少2 X 10 3和9 X 10“5”,分别在冰增加5 X 10-3Wm ~ 1 k ~ 1。
岩石和矿物的热容值相当稳定,比较实验研究。比热容的土壤组件(矿物骨架、冰、水煤气和泥炭)在较窄的范围内变化;1 K1埋头= 0.71 - -0.88 kj公斤”;C = 2.09 kj公斤”1 K1;连续波= 4.19 kj公斤K_1;Cg = 1.02 kj公斤”1 K_1;“1 K1 Cpeat = 0.8 - -2.1 kJ公斤。热容的土壤是一种添加剂的数量和每个组件的比热容的总和乘以它们的质量。
热导率的冻结岩石和土壤
比较分析的实验数据显示的热导率侵入岩从2增加to5wm ~ 1 k ~ 1在系列纯橄榄岩-辉长岩-正长岩-闪长岩-花岗岩石,即从基性到酸性岩石。这是解释为系数的不同内容,内容越高,导热系数越大。热导率的突出的岩石也依赖于他们的化工矿产组成和结晶程度不同,由实验数据如图所示,在2.0 - -3.6 W m 1 K系数较高的内容他们导热系数增加系列:期玄武岩-安山岩-粗面岩。如图所示,热导率的分析变质岩X的变化在一个宽领域——从0.8到7.4 W m ~ 1 K ~它增加从石板片麻岩石英岩是解释为本系列的片理逐渐消失。热导率之间的沉积岩石胶结与三个亚组:1)胶结岩石浪费;2)巩固了粉砂和粘土质材料;3)化学和生物化学。第一个是由砾状的和粗糙的岩石——企业集团,粗砂岩和砂岩X从1.5到4.5 W m ~ 1 K”1。范围是由特定的片段和水泥的导热系数。
导热解冻粉和clay-rich胶结材料由粉砂岩和泥岩,平均低于砾状的和碎屑岩和变化范围从0.8到2.2 W m i t ^解释为细粒度结构更多的接触热阻的典型。
岩石化学和生化的子组,例如,硅质岩石的海洋起源(的黎波里,硅藻土),一般情况下,具有较低的导热系数与以上相比,0.8 - -1.7 W m”1
k - 1,这是解释为高孔隙度结合低导热系数的这些岩石的骨架。白云石等单矿物岩石和硬石膏具有热导率最高,分别为7.2 -11.9和3.7 - -5.8 W m“1 K”1,而石灰岩、5.7 W m“1 K”1,和泥灰土2.6 W m“1 K”1,热导率较低。
砾状的岩石、多组分、多阶段的系统被广泛的热导率。导热系数的上限砾状的石头是坚硬的岩石碎片(3 - 9 W m“1 K”1),而下限(0.3 - -0.5 W m“1 K”1)设定的热性能细粒度的材料。较高含量的大片段X增加大片段的热导率大于岩石的细粒度的浪费。砾状的岩石与高含水率有更高的热导率与解冻冰冻的状态;这是与地下水的过渡到冰和热导率的增加4倍。
砾状的岩石热导率的变化在很大程度上是由相组成的水分,依赖于温度和填入材料类型。因此,在温度区间从-10 - 1°C, X与桑迪砾状的材料填入几乎是常数。这是解释这一事实的主要阶段转换材料中的水分发生在0到的范围
- 1°C。低于- 1°C冰解冻水的比例几乎不会改变。相比之下,材料的导热系数与砂质粉砂和粉砂粘土填入减少较高的温度,减少的速度取决于液相/冰比率。X的显著增加,等于平均25 - 30%发生在0和- 5°C之间。在
- 5到-10°C范围导热系数是假定为常数自相组成的水分不会变化。在正温度范围内(0-25°C) X(砾状的岩石线性增加,但无关紧要的,水温与线性相关的依赖。
应该注意,砾状的岩石热物特征的不同类型填入与较高含量的粗颗粒更加均匀。这是解释这一事实材料具有不同的热导系数(砂、砂质粉砂和粉clay-rich材料)正逐渐取代了岩石废料统一(不变的)导热系数的值。
与其他条件不变的情况下,土壤的热导率随着晶粒尺寸的减小序列:砾状的桑迪- sandy-silty黄土- silty-clayey -粘土-泥炭(图8.4)。一个更小的
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