Приложение Н. Расчет глубины оттаивания и промерзания в основании подземных и наземных магистральных трубопроводов на многолетнемерзлых грунтах

Приложение Н

Расчет глубины оттаивания и промерзания в основании подземных и наземных магистральных трубопроводов на многолетнемерзлых грунтах

Н.1 Глубину многолетнего оттаивания многолетнемерзлых грунтов под центром горячих и теплых подземных трубопроводов (см. расчетную схему на рисунке Н.1а) следует рассчитывать по формуле (Н.1).

, (Н.1)

где - глубина многолетнего оттаивания, отсчитываемая от дневной поверхности, м;

- радиус до внешней образующей изоляции трубы;

, - безразмерные глубины оттаивания под центром трубы, определяемые по номограммам на рисунках Н.2 и Н.3 в зависимости от безразмерных параметров m, , .

, (Н.2)

, (Н.3)

, (Н.4)

где - глубина заложения подземного трубопровода, считая от дневной поверхности до центра трубы, м;

- коэффициент теплопроводности мерзлого грунта, ;

- коэффициент теплопроводности талого грунта, ;

- средняя годовая температура внешней поверхности кольцевой изоляции трубы, °С, определяется по формуле (Н.5);

- температура многолетнемерзлого грунта, °С;

- температура начала промерзания-оттаивания грунта, °С;

t - расчетное время, ч;

- удельные затраты тепла на оттаивание грунта, , определяются по формуле (Н.7);

- эквивалентное безразмерное время, для многолетнемерзлых грунтов сливающегося типа принимается равным нолю, несливающегося типа определяется по номограмме на рисунке Н.2 при и ( - глубина залегания кровли многолетнемерзлого грунта, м). Для многолетнемерзлых грунтов несливающегося типа безразмерная температура принимается .

(Н.5)

, (Н.6)

где - среднегодовая температура продукта, °С; .

, (Н.7)

где - удельная теплота фазовых превращений воды, ;

- плотность мерзлого грунта, ;

- суммарная влажность мерзлого грунта;

- количество незамерзшей воды в мерзлом грунте при температуре ;

, - объемная теплоемкость талого и мерзлого грунта, .

Н.2 Глубина многолетнего промерзания грунта под центром холодного трубопровода, расположенного на участке с многолетнемерзлыми грунтами не сливающегося типа принимается равной и рассчитывается по формулам (Н.1), (Н.3), (Н.5), (Н.6), (Н.7) и номограмме (рисунок Н.2) при . При этом в формуле (Н.3) в качестве следует принять абсолютное значение температуры и , а в формуле (Н.7) - и .

Если в результате расчета глубина промерзания окажется больше глубины залегания кровли многолетнемерзлых грунтов, то следует принять .

Н.3 Глубину многолетнего оттаивания многолетнемерзлых грунтов под центром горячего и теплого наземных трубопроводов , расположенных на участках с многолетнемерзлыми грунтами сливающегося типа, следует рассчитывать по формуле (см. расчетную схему на рисунке Н.1б):

, (Н.8)

где - безразмерный параметр, определяемый по номограмме (рисунок Н.4а) в зависимости от диаметра трубы ;

- безразмерный параметр, определяемый по номограмме (рисунок Н.4б) в зависимости от ширины и толщины плоского теплоизолятора, м;

- поправочный коэффициент, учитывающий отток тепла в мерзлую зону;

- удельные затраты тепла на опаивание грунта, определяются по формуле (Н.9), ;

- эквивалентный слой, определяется по формуле (Н.10), м.

, (Н.9)

(Н.10)