Задача 9 Расчет геотермальной энергии

Условия задачи Исходя из заданного значения температурного градиента q, определить тип геотермального района. Определить теплоемкость водоносного слоя С сл и его температуру τ сл при глубине залегания Н при заданных характеристиках породы слоя. Определить возможное время использования слоя и тепловую мощность, извлекаемую из него в начале и через n лет эксплуатации. Площадь поверхности принять равной F=1,0 км², пористость породы пласта α=5 %, удельную теплоемкость породы пласта С п =840 Дж/(кг·ºК). Данные для расчета приведены в приложении 9.

Методика расчета 1. По заданному значению температурного градиента q определяется тип геотермального района (гипертермальный, полутермальный, нормальный)

2. Определяется теплоемкость водоносного слоя для заданного термального района:, Дж/ºК, где F – площадь рассматриваемой поверхности, км²; b – толщина водоносного слоя, м; α – пористость породы, о.е.; ρ в = 1000 кг/м³ – удельная плотность воды; С в =4180 Дж/(кг·ºК) – удельная теплоемкость воды; ρ п – удельная плотность породы, в расчетах принять ρ п =2700 кг/м³; С п – удельная теплоемкость породы.

3. Исходная температура водоносного слоя определяется:, ºК, где τ ср – средняя температура на поверхности земли, которая принимается равной 10 ºС; q – температурный градиент для заданного термального района, ºС/км; H – глубина залегания водоносного слоя, км.

4. Определяется тепловой потенциал водоносного слоя, Дж, где τ д – минимально допустимая температура слоя, принимается равной 40ºС.

5. Определяется возможное время использования слоя при отводе от него тепловой энергии: лет, где V – объемный расход воды при ее закачке для отвода тепла, принимаем в расчетах равным 0,1 м³/(с·км²).

6. Определяется тепловая мощность, извлекаемая из слоя в начале эксплуатации:, МВт.

7. Определяется тепловая мощность, извлекаемая из пласта через n лет эксплуатации:, МВт.