УДК 622.243.57
М.Т. Аубакиров,
Р.С. Абдразаков,
А.Ж. Тлеуберген
Казахский
национальный исследовательский технический университет имени К.И.Сатпаева
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРАВНЕНИЯ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА В СЕКТОРЕ
АЛМАЗНОЙ КОРОНКИ
Аннотация: Рассмотрен процесс теплопередачи в секторе алмазной
коронки. Получено уравнение теплового баланса, в котором все члены уравнения
имеют зависимость от формы сектора. Градиент температуры снижается интенсивно
вверх по рабочей зоне коронки. Максимальное значение температуры находится на
фиксированном расстоянии.
Ключевые
слова: Алмазные коронки, сектор,
тепловой баланс.
Широко распространенным видом
разрушения твердых горных пород является бурение алмазными коронками.
Эффективность работы алмазной коронки в
скважине определяется её конструктивными параметрами и физико - механическими
процессами на забое и в матрице коронки. Работа алмазной
коронки на забое сопровождается тепловыделением, которое оказывает влияние на
технико – экономические показатели алмазного бурения. Знание законов
теплораспределения по алмазу и сектору коронки, температурного поля в секторе
позволит не только выявить рациональную технологию бурения, но и определить
оптимальную конструктивную форму породаразрушающего элемента. Рассмотрения этих
вопросов опирается[1,2,3].
Рассмотрим стационарный процесс
теплопередачи в сектора алмазной коронки(рис.1).
В сектор (1), ограниченный боковыми
поверхностями образующими угол φ, и цилиндрическими окружностями
Сектор ожидает тепло в среду с постоянной температурой
Коэффициент теплопроводности материала сектора
Сектор находится в контакте с полуограниченным
телом(2), (телом коронки) с другими теплофизическими коэффициентами имеющими
индексацию 2, то есть
Полуограниченное
тело отдает тепло
В дальнейшем отсчет температуры будет
вестись от
θ = t -
где
t –
текущая температура сектора и тела коронки.
На торце сектора избыточная температура
будет:
θ
=
где
Рис.1 Схема теплопередачи в секторе алмазной
коронки.1-сектор; 2-тело коронки.
Рис.2 К расчету теплового баланса
На расстоянии 𝐳 (рис.2) от торца выделяется элемент сектора длиной
где