МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ТЕРМОЭРОЗИИ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ, ИСХОДНЫЕ И ИССЛЕДУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ - Экспериментальное моделирование процесса термоэрозии в условиях эксплуатации трубопроводов
Данная работа была посвящена физическому моделированию техногенной термоэрозии при наличии модели магистрального трубопровода. Выбран метод горизонтального размыва и модели мерзлых слоистых грунтов как наиболее приближенные к реальным условиям среды.
Металлические трубки были выполнены по заказу: взяты за основу параметры магистрального трубопровода (ГОСТ 20295-85) с соблюдением коэффициента подобия для диаметра и толщины трубы. Исходными параметрами являются плотность сухого грунта, пористость, водонасыщение, а также начальная температура образцов мерзлого грунта, температура воды и температура газа, подаваемого компрессором. В ходе эксперимента фиксировалась температура грунта, время и глубина размыва. Далее рассчитывались интенсивность размыва, тепловая энергия и энергия диссипации, коэффициент теплообмена между потоком воды и мерзлым грунтом.
ИСХОДНЫЕ И ИССЛЕДУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Таблица 2.1.1 Гранулометрический состав
Гранулометрический состав |
Пористость |
Плотность | |
0,5 мм |
7% |
; 0,9 |
, 1388 кг/м3 |
0,25 мм |
29,75% | ||
0,2мм |
16,25% | ||
0,125 мм |
31% | ||
0,1 мм |
8,75% | ||
0,08 мм |
3,75% | ||
0,04 мм |
3,25% | ||
>0,04 мм |
0,25% |
Где М0 - масса пустого мерного стаканчика, М1 - масса стаканчика, заполненного до метки грунтом, М2- масса стаканчика с насыщенным водой грунтом.
Водонасыщенность талого грунта принимается равной пористости. Весовая влажность грунта определяется как отношение веса воды к весу сухого грунта, т. е. к весу твердых частиц грунта:
;
Плотность водонасыщенного грунта определяется по формуле:
.
Льдистость мерзлого грунта согласно [ГОСТ 25100-95] определяется как отношение содержащегося в нем массе льда к массе мерзлого грунта:
,
Где сЛ - плотность льда, равная 0,9 г/см3; сF - плотность мерзлого грунта. Теплота таяния грунта согласно [СНИП 2.02.04-88], принимается равной количеству теплоты, необходимой для таяния льда в единице объема грунта. Значение этой величины в Дж/м3 определяется по формуле: , где Q0=3.35*105 Дж/кг - удельная теплота фазовых переходов вода-лед, W - суммарная влажность мерзлого грунта, сГр - плотность сухого грунта.
В ходе эксперимента проводились прямые и косвенные измерения таких параметров термоэрозии, как: глубина и интенсивность размыва; поток тепла из воды в мерзлый грунт, через талую прослойку; коэффициент теплообмена; механическая энергия потока воды; поток тепла из воды в мерзлый грунт, через талую прослойку; противоэрозионная устойчивость.
Таблица 2.1.2. Расчетные параметры термоэрозии
Глубина размыва, м, где глубина размыва за интервал времени. | |
Интенсивность размыва, м/с, где - плотность воды, (кг/м3), Q - расход воды (м3/с), S - поперечное сечение потока воды (м2) | |
Поток тепла из воды в мерзлый грунт, через талую прослойку, Дж/м2-с, где СВ- удельная теплоемкость воды, ТВ - температура воды, определяемая как среднеарифметическая температура на входе и выходе, ТФ = 273 К |
, |
Коэффициент теплообмена, Вт/м2-К | |
Противоэрозионная устойчивость, R | |
Механическая энергия потока воды, Дж | |
Тепловой поток, расходуемый на плавление мерзлого грунта, Вт/м2, где G - льдистость грунта, сЛ - плотность льда, L - удельная теплота плавления льда. |
, |
Похожие статьи
-
ТЕХНОГЕННАЯ ТЕРМОЭРОЗИЯ В РАЙОНАХ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ Рис. 1 Карта магистральных нефте - и газопроводов России. В настоящее время, когда центры...
-
На недра криолитозоны приходится значительная часть, а именно свыше 60% наших запасов углеводородного сырья. Они сконцентрированы в нескольких гигантских...
-
Существуют и применяются четыре способа прокладки: подземный (подводный), полуподземный, наземный и надземный. Способ прокладки выбирается с учетом...
-
В настоящее время в России эксплуатируется 227,4 тыс. км магистральных трубопроводов, из которых газопроводы составляют 157 тыс. км; нефтепроводы - 47...
-
2.2.1 Определение средних температур теплоносителей . Рис. 1 Температурная схема Где t'Нач - начальная температура исходного раствора (по заданию) TБ, tМ...
-
При фиксированном эффективном фонде времени работы производственная программа в вариантах определяется по формуле: (3.1) Где - годовая производственная...
-
Самым первым этапом выполнения работы является сбор и формирование исходных данных для расчета. Сбор данных должен быть произведен тщательным образом и с...
-
Кипятильник - Ректификационная установка
Кипятильник установлен вне колонны, что создает удобства для эксплуатации, ремонта и улучшает процесс теплопередачи. Он представляет собой вертикальный...
-
Определим необходимую площадь поверхности теплообмена и подберем стандартный холодильник дистиллята. Принимаем на выходе из холодильника температуры...
-
Технологический расчет Цель расчета: определить основные размеры насадочного абсорбера для поглощения аммиака водой Исходные данные: 1)...
-
Конструктивный расчет - Оборудование для реализации процесса варки
Определяем размеры варочного сосуда : , (10) Где внешний диаметр варочного сосуда, м; V - вместимость сосуда, мі ; К =0,8; К1 = 0,05. Высота вогнутости...
-
Исходные данные 1) Уравнение динамики АСУ , Где ц - относительное изменение частоты вращения; М - относительное изменение подачи топлива; Л -...
-
Параметры работы Для нормальной работы установки должны применяться вода со следующими параметрами: 1) жесткость карбонатная не более 2,5 мг. экв/л; 2)...
-
Основными факторами, которые влияют на процесс термического разложения пирита являются: - температура обжига, °С (Х1); - продолжительность обжига, время,...
-
Введение. - Контроль параметров процесса получения полиэтилена
Благодаря своим свойствам в промышленности, полиэтилен используется для изготовления пленки и листов, для изоляции кабеля, также из него производят...
-
Анализ условий труда Анализ условий труда на участке производства поролона, приводит к заключению о потенциальной опасности данного участка. Суть...
-
Температура. Оптимальный интервал температуры для процессов гидрокрекинга 360-440оС с постепенным повышением от нижней границы к верхней по мере падения...
-
Затраты на технологическую энергию определяются по формуле: (4.9) Где - затраты на технологическую энергию на i-ой операции, руб. - установленная...
-
Затраты по рабочим инструментам определяются по формуле: , (4.8) Где - коэффициент, учитывающий затраты на переточку инструмента (примем равным 1,4); -...
-
Для подтверждения данных, полученных методом исследования опытных сплавов по кольцевой пробе, был использован метод дифференциального термического...
-
На базе одного и того же технологического процесса (или процессов) можно организовать (спроектировать) различные производственные процессы. Так,...
-
Дополнительными параметрами условий стрельбы являются скорость сближения с целью и проекции абсолютной угловой скорости визирной линии. В курсовой работе...
-
После описания звеньев системы определяем ее передаточную функцию, которая представляет собой произведение всех ПФ звеньев: (2.10) Подставляем в...
-
Исходные данные Рассчитать передачу роликовой цепью от тихоходного вала редуктора к приводному валу роликового конвейера. 798 Нм - крутящий момент на...
-
На основании проекта организации производственного процесса осуществляется проектирование поточной линии. При составлении технического задания на...
-
Далее производим расчет поверхности всех теплообменников ректификационной установки. Приводим пример полного расчета поверхности кубового испарителя для...
-
Методика расчета основных параметров подземной газификации угля. Сущность метода подземной газификации угля (ПГУ) заключается в процессе превращения угля...
-
Определение расхода стального скрапа. Соотношение между чугуном и скрапом в Ме завалке выбирается с учетом состава и температуры заливаемого чугуна QИзб...
-
Расчетная часть проекта, Тепловой баланс - Оборудование для реализации процесса варки
Тепловой баланс Тепловая мощность аппарата Qзатр, Q'затр, Вт, составляет (1) (2) Где Qзатр и Q'затр - соответственно тепловая мощность аппарата в период...
-
Напряжение используемых линий элетропередач 35кВ. Типы применяемых заземлителей: вертикальный стержневой (трубообразный) зазелитель L = 3 м, d = 0,05 м,...
-
Методика расчета дуговой печи (для плавки черных металлов). - Дуговая печь косвенного действия
Определяем мощность трансформатора, кВА, Где Wтеор -- удельный расход электроэнергии на расплавление, кВт-ч/т; П -- производительность печи, т/ч; -- КПД...
-
Выделим в столбе воздуха вертикальной высоты Н элемент dz, ограниченный сечениями 1-1 и 2-2, так чтобы в пределах выделенного элемента объемный вес...
-
Расчет нагревательных элементов - Оборудование для реализации процесса варки
Длина активной части трубки тэна LА, м, составляет (22) Где Dт - диаметр трубки ТЭНа, м. Длина активной части трубки ТЭНа LAO, м, после опрессовки...
-
Автоматическое регулирование теплового режима туннельной печи заключается в следующем. Воздействие на расход топлива осуществляют с одной стороны...
-
Определяем эффективную мощность - Процесс изготовления сепаратора
Определяем основное время Где I - число проходов; I=1 Переход 12 Режущий инструмент - расточной резец Т15К6 ГОСТ 18062-72 Длина рабочего хода Глубина...
-
Основные поверхности сепаратора - Процесс изготовления сепаратора
Рис №1. Эскиз детали "Сепаратор" 1. Черновая токарная обработка цилиндрических поверхностей 1,2,4,5,7,6,16,8 2. Чистовая токарная обработка поверхностей...
-
2.3.1 Расход охлаждающей воды Расход охлаждающей воды GВ определим из теплового баланса конденсатора: Где iБ. к. - энтальпия паров в барометрическом...
-
В основе этого условия пластичности гипотеза перехода твердого тела в пластическое состояние независимо от вида напряженного состояния когда...
-
Шурфовое диагностирование - Диагностика газораспределительных трубопроводов
По полученным результатам диагностирования без вскрытия грунта составляется акт и производится шурфовое диагностирование газопровода в базовом шурфе,...
-
Заварка ламп является основной сборочной операцией при изготовлении ламп. Она заключается в герметичном соединении собранной ножки с колбой. Процесс...
МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ТЕРМОЭРОЗИИ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ, ИСХОДНЫЕ И ИССЛЕДУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ - Экспериментальное моделирование процесса термоэрозии в условиях эксплуатации трубопроводов