УДК 519.63
Акимов М.П.
ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОДЗЕМНОГО ПОЛИМЕРНОГО ТРУБОПРОВОДА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫЕ ГРУНТЫ
Северо-Восточный Федеральный Университет им. М.К.Аммосова
Институт математики и информатики
В настоящее время в Центральной Якутии эксплуатируются опытно-промышленные варианты внутриквартальных подземных трубопроводов горячего водоснабжения и теплоснабжения из сшитого полиэтилена с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке. Исследование динамики температурного поля подземного полимерного трубопровода с теплоизоляцией в процессе эксплуатации на вечномерзлый грунт позволит разработать рекомендации по применению перспективных трубопроводов в регионах холодного климата, а также будет способствовать внесению изменений в существующие отраслевые и строительные нормативные документы. На основе решения задачи Стефана исследуется процесс оттаивания-промерзания грунтов вокруг подземного трубопровода теплоснабжения из сшитого полиэтилена с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке, эксплуатируемой в пригороде г. Якутске с целью прогнозирования динамики границы протаивания на длительный срок.
Ключевые слова: теплопровод, грунт, задача Стефана, алгоритм, вычислительный эксперимент, глубина протаивания.
Now in the Central Yakutia exploits experience and industrial variants of intraquarter underground pipelines of hot water-supply and a heat-supply by the sewed polyethylene with thermal isolation of foamed polyurethane in a polyethylene cover are maintained. Research of dynamics of a temperature field of the underground polymeric pipeline with a thermal protection while in service on permafrost soil will allow to elaborate recommendations about application of perspective pipelines in frigid climate regions, and also will promote modification of existing branch and building normative documents. On the basis of the decision of Stephan`s problem thawing-freezing process of soils round the underground pipeline of a heat-supply from the sewed polyethylene with thermal isolation from foamed polyurethane in the polyethylene cover exploiting in suburb of Yakutsk for the purpose of forecasting of dynamics of thawing border for long term is researched.
Keywords: a heating conduit, a soil, Stephan`s problem, an algorithm, computing experiment, depth of thawing.
В настоящее время в Центральной Якутии эксплуатируются опытно-промышленные бесканальные варианты внутриквартальных подземных трубопроводов горячего водоснабжения и теплоснабжения из сшитого полиэтилена, армированного нитью из арамидного волокна (кевлара), с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке. Нормативная база по проектированию и монтажу таких трубопроводов отстает от требований практики. Исследование динамики температурного поля подземного полимерного трубопровода с теплоизоляцией в процессе эксплуатации на вечномерзлый грунт является актуальной задачей, решение которой позволит разработать рекомендации по применению перспективных трубопроводов в регионах холодного климата, а также будет способствовать внесению изменений в существующие отраслевые и строительные нормативные документы. В то же время, численному моделированию теплового взаимодействия трубопровода с грунтом уделяется недостаточное внимание.