Введение к работе
п:':'"' ;-'"'' *
г. г.,;;, ::ЖШЛЬНОСТЬ РАШШ. В районах Крайнего Севера нашей страны экс-плуатііруегся и строится большое количество трубопроводов надземной про-1 'кладки»-' получивших здесь повсеместное распространенно. Обладая значите-лышми преимуществами по сравнению с другими видаки прокладок, надземная имеет существенный недостаток, заключающийся в больших тепловых потерях в зимние периоды года, что снижает экономичность и надёжность работы.
В материалах ХХНІ съезда КПСС и XIX партконференции отмечалось, что сбережение тепла и энергии является важнейшей общегосударственной задачей, решение которой невозможно без повышения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов. Одним из рациональных способов снижения тепловых потерь трубопроводов надземной прокладки Крайнего Севера в зимние периоды является использование снежного покрова в каче стве дополнительного природного изоляционного материала. Многолетняя практика эксплуатации трубопроводов показала, что они имеют наибольшие тепловые потери в первые месяцы зимы (октябрь-ноябрь), когда снеытй покров ещё отсутствует или имеет незначительную толтцину. По мерз заносимое тепловые потери их значительно сокращаются, снижаются ветровые нагрузки, способствующие конвективный тепловым потерям, сокращаются случаи замерзания надземных трубопроводов, повышается надёжность работы сетей различного назначения. Однако, использование снега для тепловой защиты трубопроводов сдеряивается из-за недостаточной изученности условий заносимости трубопроводов и, в связи с этим, отсутствия рекомендаций по прокладке надземных трубопроводов, гарантирующих их заноскмосгь. Остаются также, недостаточно изученными процессы теплообмена трубопроводов, проложенных под снеговым покровом. Решение данного вопроса явяяет-5я актуальной научно-технической задачей.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Получить рекомендации по прокладке надземных трубопроводов с целью эффективного использования снежных заносов и разработать методику расчёта тепловых потерь снегозаносимнх трубопроводов. Й?$ достижения поставленных целей необходимо решить следующие задачи: яределить наиболее вероятностную снегоэаноеимость надземных трубопро-іодов в натурных условиях в зависимости от условий прокладки; разрабо-ать математическую модель процесса теплообмена системы "надземный тру-олровод-снежный покров-атмосфера"; дать количественную оценку значений епловых потерь трубопроводов при разной степени снет'озэносимости; вывить факторы, влияющие на теплообмен системы; разработать методику
определения размеров воздушных прослоек, полостей К СНЄГОБОДЯНОГО CJ вокруг трубы при расчётном температурном режиме системы.
.УЕТСЩЫ ИССДЕЖ6АНИЯ. Решение поставленных задач базируется на ч
ретических и экспериментальных исследованиях, натурных наблюдениях і
на основных положениях теории теплообмена и математической статистш
Исследования проводились с применением теории планирования эксперте
та и использованием ЭЗЫ» ;
ДОСТОВЕРНОСТЬ. Достоверность научных положений, выводоб и рекои доций обоснована: натурияки наблюдениями, результатами сопоставления данных лабораторных экспериментов с теоретическими исследованиями и удовлетворительной сходимостью мевду собой; применением при обрабогк эьсперймонтапышх данных методов метематической статистики и использ ваниеи сог-рсмешгей измерительно-регистрационной техники.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В данной работе -впервые предлагается использов ть снег в качестве дополнительного изоляционного материала для енкже ния теплоЕМх потерь трубопроводов надземной прокладки. Выявлены осно іше вида сцеГозапосимости и дана классификация по степени заносимості Разработшш сиегозадерживащие щитки, позволяющие искусственно новіш; ть естественную саегозаяоеимость надземных трубопроводов. Получено т ражение, определяющее прогнозируемую естественную и искусственную СТ( пень Снегозаносимост.и одиночных надземных трубопроводов, проложенных на плоских открытых рельефах на разной высоте от грунта на любом расстоянии от оси трубы по горизонтали. Определено влияние снежных занос на величину образования воздушных прослоек и полостей вокруг труб над земной прокладки. Разработаны рекомендации'по прокладке надземных тр> бопроводов при проектировании в районах Крайнего Севера с учётом про: нозируешй полной снегоэаноехмости. Предложена модель теплообмена сие темы "надземный грубопровод-сн&дшй покров-атмосфера" с основными при ципами её формирования. Исследованы процессы теплообмена системы с on раделением количественных соотношений тепловых потерь трубопроводов с различными степенями скегозаносимости. Разработаны номограммы определ ния величины воздушных прослоек, полостей и снеговодяного слоя вокруг трубопровода в зависимости от степени снегозаяоеимоегл, температуры снежного покрова и поверхности трубопровода. Разработана методика рас та тепловых потерь для каждой фазы кадзеыных трубопроводов с разной с пенью снегозаносимости при стационарных реаимах системы, а такке сист мы в естественных условиях.
Л?ДКТГчЕСКАЯ Ц^ШССТЬ. Обоснована целесообразность использования
Ziioro покрова для стгаения тепловых потэрь надземных трубопроводов, работали рекомендации по прокльдке надземных трубопроводов относи-ьио друг друга и грунта, прилегающего рельефа и близко расположенных рассе препятствий при проектировании в районах Крайнего Севера с тсы прогнозируемой снегозаносиысстн. Разработана методика расчёта довых потерь надзешшх трубопроводов, заносимых снегом в натурных овиях.
РЕАЛИЗАЦИЯ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ. Результати внпод-ной работы представлены в СНиП 2.04.02-84 - Водоснабжение и наруадаз и :і сооружения, М. 1985, разделы: Водоводы и сети, общие указания в зз Еачнсмёрзлыв грунты; в "Инструкции по проектированию сетей водо-бгения -л канализации в районах распространения вечноыёрэлых грунтов*' U. 510-73; в научных отчётах института "ВНИИэнергпцветыет". Прэдлоао-е рекомендации реализованы при прокладках надземных трубопроводов в онах Крайнего Севера, что позволило получить экономический эффект в кере 75 тыс. рублей.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докла-ались на: Всесоюзном научно-техническом совещании "Проблемы проклад-инденврвдх сетей в Северных районах страны "Красноярск,1972; Всесо-сы научно-техническом совещании "Теплоснабжение прсялажниых прэдпрн-й на современном этапе "Челябинск,1975; Всесоюзном научно-тэхничес-совещании "Экономия энергорвсурсов на предприятиях цветной ыеталлур-"Свардловск,Г976; научно-технических совещаниях "Экономия и зффзк-sroe использование топливно-энергетических ресурсов, вторичных эиерго» урсов и огнеупоров на НГШ" Норильск,1080,1982; научно-техническом ете института "ВНИИэнергоцветмет" Свердловск,1981; научно-техігачес-энергетических секциях норильского комбината,I980t1984; кафедра лоснабжешя НИСИ, 1979,1989,1990 годах.
ПУБЛИКАЦИИ. По тане диссертационной работы опубликовано б лечащих от, написано 4 научных отчёта.
ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти з и выводов по диссертации, изложенных на 137 страницах ыашнопчоно» текста, поясняется рисунками и таблицами на SO страницах, содержит страницы приложений и библиографию из 170 наименований.
ПРЕДМЕТ ЗМИТИ. На защиту выносятся: рекомендации по прокладке ішх трубопроводов при проектировании в районах Крайнего Севера с том прогнозируемой снегззаносиыоети; методика расчёта тепловых Иі снегозаносимых надземних трубопроводов.
