Porovnání metody Hot Disk a Optického skenování na měření tepelné vodivosti hornin

Abstract

Pro pochopení tepelných vlastností horniny je nutné na vzorek aplikovat vhodnou metodu zajišťující co nejpřesnější výsledek. Informaci o tepelných vlastnostech získáváme měřením tepelné vodivosti, difuzivity a dopočtem objemové tepelné kapacity hornin. Mechanismus přenosu tepla se liší v závislosti na prostředí a přítomnost jistých faktorů ovlivňuje tepelné vlastnosti hornin. Optické skenování a Hot Disk jsou metody schopné měřit tepelné vlastnosti hornin v laboratoři. Bylo změřeno jedenáct vzorků hornin, na nichž byla sledována vhodnost aplikace metod pro určitý petrologických znak. Výsledné hodnoty v souvislosti s parametry ovlivňujícími tepelnou vodivost byly vzájemně porovnány. Z dostupného množství dat se aplikace metody Optického skenování jeví jako výhodnější pro heterogenní anizotropní horniny, jelikož měří daleko rozsáhlejší část vzorku a podává tak reprezentativnější hodnotu tepelné vodivosti. Metodu Hot Disk je vhodné aplikovat na heterogenní a nesoudržné vzorky a také poskytuje možnost měřit v peci a podávat tak informace o tepelných parametrech při různých teplotách. Zvolení vhodné metody měření horninového vzorku má na výsledné hodnoty tepelných parametrů zásadní roli a znalost principu metod tak zamezí nesprávnému měření.

In order to understand the thermal properties of the rock, it is necessary to apply a suitable method to the sample ensuring the most accurate result. We obtain information about thermal properties by measuring thermal conductivity, diffusivity and calculating the volumetric heat capacity of rocks. The mechanism of heat transfer varies depending on the environment, and the presence of certain factors affects the thermal properties of rocks. Optical scanning and Hot Disk are methods capable of measuring the thermal properties of rocks in the laboratory. Eleven rock samples were measured, on which the suitability of applying the methods for a certain petrological feature was monitored. The resulting values in connection with the parameters influencing the thermal conductivity were compared with each other. From the available amount of data, the application of the Optical Scanning method appears to be more advantageous for heterogeneous anisotropic rocks, as it measures a much larger part of the sample and thus provides a more representative value of thermal conductivity. The Hot Disk method is convenient to apply to heterogeneous and non-cohesive samples and also provides the possibility to measure in a furnace and thus provide information on thermal parameters at different temperatures. The choice...