CC BY
24
ции "Промышленная безопасность"- - М.: ГУП НТЦ "Промышленная безопасность". 2001.
4. Голдсмит Т.В., Чеффа Л.. Эдварде Р. Дж. и др. Рекомендации по разработке и применению систем управления в области охраны здоровья, безопасности труда и зашиты окружающей среды. Отчет № 6.36./210 - Г.: Е&Р Forum. I
5. Федеральный закон "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" №116 - ФЗ от 21.07.97г.
6. Основные требования к СУПБ в организациях, эксплуатирующих опасные производственные объекты, утверждены решением Бюро Наблюдательного совета Системы экспертизы промышленной безопасности Госгортехнадзора России от 05.05.04 № 41.
Ш.Б. Майны
Тувинский государственный университет
АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО РАСЧЕТА КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СЕТЕЙ В УСЛОВИЯХ ГЛУБОКОГО СЕЗОННОГО
ПРОМЕРЗАНИЯ ГРУНТА
Аналитическая модель может послужить основанием для разработки новых методик теплотехнического расчета сетей канализации, прокладываемых в условиях глубокого сезонного промерзания грунта.
Ключевые слова: теплотехнический расчет, сезонное промерзание грунта, канализационные сети.
Sh.B. Mayny
ANALYTICAL MODEL OF THERMAL CALCULATION OF SEWER NETWORKS IN THE CONDITIONS OF DEEP SEASONAL ПРОМЕРЗАНИЯ FREEZING A
GROUND
The analytical model can form the basis for working out of new techniques thermal calculation of networks of the water drain laid in the conditions of deep seasonal freezing of a ground. Key words: thermal calculation, seasonal is freezing a ground, sewer networks.
В условиях глубокого сезонного промерзания грунтов прокладка канализационных сетей в слое сезонного промерзания (в отличие от рекомендации СНиП 2.04.03.85* Канализация. Наружные сети и сооружения) позволит получить существенный экономический эффект с учетом дополнительных расходов на мероприятия по обеспечению надежной работы трубопровода за весь расчетный срок его эксплуатации.
Предлагаемая модель состоит из двух комплексных разделов:
Раздел I. Первый раздел рассматривает температурный режим грунтов, который обуславливается природно-климатическими условиями и теплофизическими свойствами грунтов,
в свою очередь эти условия и свойства напрямую зависят от толщины снежного покрова, рельефа местности, уровня грунтовых вод, экспозиции склонов и др. факторов. Удаление снежного покрова и растительного покрова и понижение уровня грунтовых вод при освоении территории приводят к существенному изменению естественного температурного режима грунтов, что необходимо учитывать при теплотехнических расчетах трубопроводов.
Температурный режим сезоннопро-мерзающих грунтов характеризуется следующими основными показателями:
- среднегодовая температура грунта
^О;
- глубина сезонного промерзания Нм;
- расчетная температура грунта
За среднегодовую температуру грунта ^о принимается температура грунта на глубине, где влияние сезонных колебаний температуры практически не проявляется. Значение ^о определяется теплотехническим расчетом или устанавливается по данным температурных измерений, проведенных до глубины не менее 10 м.
Среднегодовая температура грунта ^0 определяется по среднемноголетним значениям метеоданных по формуле:
(1)
U = — (Я + — Я + 8.7510-4 -^Ja ijü I),
0 10 з 0 MI з I -"
где В - коэффициент, учитывающий поверхностные условия. Для территории застройки В=1; для участков с естественным растительным покровом значение В принимается равным 0,9;
8С - толщина слоя грунта в м, термическое сопротивление которого равно термическому сопротивлению снежного покрова
Sc = AMh~
АС
(2)
ИС - средняя за зиму толщина снежного покрова в м; для застраиваемой территории принимается
Ь = 0;
я, = Xt, + —(XR. -XE)
а„
Я з = ХВ + — (X R3 -X E3 )
(3)
£tm и Ztm - суммы среднемесячных температур воздуха соответственно за летний и зимний периоды в °С.
ER, и ER3 - суммы среднемесячных значений радиационного баланса в Вт/м2 соответственно за летний и зимний периода;
Е E, и Е Ез - суммы среднемесячных значений затрат тепла на испарение с поверхности в Вт/м2 за летний и зимний периоды;
ал и аз - коэффициенты конвективного теплообмена для летнего и зимнего периодов, определяемые по формуле (в Вт/м2 К)
а = 10^ , (4)
где ив - средняя скорость ветра в м/сек.
Величина удельной теплоты замерзания воды (таяния льда) в единице объема грунта а определяется по формуле (в Дж/м3).
a = Z(wc- wjyci
(5)
Дж/н - скрытая льда (замерзания
где 2= 3,36*104 теплота плавления воды).
уск - объемный вес скелета грунта в
Н/м3;
ЖС - суммарная весовая влажность грунта в долях единицы;
Жн - весовое содержание незамерзшей воды при данной температуре грунта в долях единицы. Приближенно значения Wн можно определять по формуле
= КнЖр, (6)
где Жр - влажность грунта на границе раскатывания в долях единицы;
Кн - коэффициент, принимаемый по табл. 3 [2] в зависимости от вида грунта, числа пластичности Ж„ и температуры мерзлого грунта.
Глубиной сезонного промерзания грунта Нм называется максимальная глубина проникновения в грунт изотермы 0°С. Величина Нм принимается равной наибольшей из ежегодных глубин сезонного промерзания грунта за срок наблюдений не менее 10 лет.
Глубина сезонного промерзания грунта Нм определяется по формуле: Л (7)
н = -
к„
где Ка - параметр, вычисляемый по формуле:
(8)
107А. t„
А - коэффициент, определяемый по номограмме рис. 6 [2] в зависимости от приведенной температуры О при значении т, равном максимальной продолжительности зимнего периода в месяцах;
е =
tn
-ß\
(9)
tm и tc3 - соответственно минимальная среднемесячная и среднезимняя
з
+ C t
a
температуры воздуха за срок наблюдений 10 лет (принимаются со знаком плюс);
в - поправочный коэффициент за влияния снежного покрова,
определяемый по формуле:
р = 41 + 2Ка Бс (1 + Ка ); (I0)
а - удельная теплота замерзания воды в единице объема грунта.
За расчетную температуру грунта принимается минимальная
среднемесячная температура грунта на глубине заложения оси трубопровода за срок наблюдений не менее 10 лет.
t _ t _ t0 + tm e-Kah0
r _0 ß ,
(11)
где h0 - глубина до оси трубопровода
в м.
Второй раздел рассматривает расчеты канализационных трубопроводов.
Раздел II. Второй раздел характеризуется следующими основными расчетными показателями:
- расчет изменения температуры в трубопроводах;
- расчет минимально допустимых расходов воды в трубопроводах;
- расчет размера талика и температуры грунта вокруг трубопровода;
- расчет допустимых остановок движения воды в трубопроводах.
Основной задачей процесса моделирования является выбор наиболее адекватной модели.
Алгоритм модели состоит из двух комплексных блоков (Рис. 1.):
Рис. 1. Блок схема алгоритма теплотехнического расчета в районах с глубоким сезонным промерзанием грунтов
S в первом блоке (подпрограмма II) рассчитывается температурный режим грунтов, в котором дается решение среднегодовой температуры грунта to, глубины сезонного промерзания Нм, расчетной температуры грунта tr;
S во втором блоке представлено (подпрограмма II-II) решение задач
связанных с температурой, минимально допустимым расходом воды, расчетом талика, температуры грунта вокруг трубопровода и расчетом допустимых остановок сточной жидкости в трубопроводах.
Рис. 2. Схемы алгоритмов подпрограмм I-I и II-II модели теплотехнического расчета
Еще одной положительной чертой модели является то, что в исходных данных можно задавать почти все искомые функции и, наоборот, по минимуму существующих данных можно рассчитать неизвестные функции.
Модель разработана в математической среде Excel 14 с элементами среды MathCAD 14 версии. Программа полностью автоматизирована и пользователю остается только подставлять или изменять исходные данные по необходимости, модель, прежде всего, рассчитана на
теплотехнический расчет трубопроводов в районах с глубоким сезонным промерзанием грунтов.
Литература:
1. Майны, Ш.Б. О теплотехнического расчета канализационных сетей в условиях глубокого сезонного промерзания грунтов) / Ш.Б. Майны // Актуальные проблемы современного строительства: сб. материалов 63-й Международной научно-технической конференции молодых ученых / СПбГАСУ.- Ч. IV.- СПб., 2010. С. 13 -17.
2. Рекомендации по теплотехническим расчетам и прокладке трубопроводов в районах с глубоким сезонным промерзанием грунтов.- М.: НИИОСП, 1975.- 91 с.
Е.В. Середкина
Тувинский государственный университет
ОСВОЕНИЕ ТЕРРИТОРИИ И ОСНОВЫ ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВА В ТЫВЕ В
XVIII - СЕРЕДИНЕ XX ВВ.
Особенности градостроительного освоения территории современной Тывы в XVIII - середине XX вв. В статье рассмотрены основные типы поселений, получивших свое развитие в Туве в XVIII - середине XX вв, особенности их функционального и архитектурно-планировочного решения.
Ключевые слова: градостроительное освоение территории, оседлые поселения, кочевые поселения, буддийские поселения.
