CC BY
15
УДК 621.592
В.С. EedoKUMoe,V.S. Evdokimov, e-mail: omgtu_evdokimov@mail.ru В.Д. Галдин, V.D. Galdin
В.С. Николаев, V.S. Nikolaev, e-mail: vovaboss19@mail.ru А.П. Стативкин, A.P. Stativkin, e-mail: andrey_stativkin@mail.ru Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия Omsk State Technical University, Omsk, Russia
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ СОУ В ГРУНТО-КЛИМАТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ
EXPERIMENTAL RESEARCH WORK SOY IN THE SOIL-CLIMATIC ZONE OMSK REGION
Автор в данной статье рассматривает работу СОУ в грунто-климатической зоне Омской области, представляя читателям данные полученные в ходе испытания промышленного образца термосвай, наглядно представленные на графиках, и сравнение их с данными расчетов в программе Ansys. Результаты сравнения наглядно показывают, что проектирование нового стенда с комбинированными СОУ, является первостепенной задачей ближайшего будущего.
The author of this article examines the work of the thermopile in the soil-climatic zone of Omsk region, introducing readers to the data obtained in the test of the industrial design thermopiles clearly shown on the charts, and their comparison with the data calculated in the computation program Ansys. Comparison results demonstrate that the design of a new stand with combined thermopile system is paramount near future.
Ключевые слова: грунто-климатический, СОУ, термосваи, стенд
Keywords: soil-climatic, thermopiles, stand
Целью экспериментальных исследований является исследование динамики температурного режима грунта вокруг термосваи в зимнем и летнем режиме эксплуатации для климатической зоны г. Омска.
79
Динамика систем, механизмов и машин, № 2, 2014
Экспериментальные исследования должны включать:
1. Исследование характера изменения температуры в термосвае и в грунте вокруг нее.
2. Исследование динамики теплопритоков к термосвае и в грунте.
3. Наблюдение заполненение термосваи жидким хладагентом.
Исследование динамики изменения температуры в породном массиве и термосвае предполагается осуществлять путём непосредственных измерений через систему электрических цифровых термометров расположенных снаружи на корпусе термосваи и на измерительных штангах.
Анализ динамики теплопритоков планируется определять на основании непосредственных измерений тепловых потоков датчиками теплового потока, расположенных на наружной поверхности грунтового теплообменника (ТО), а также расчётно по результатам измерений температуры.
Полученные данные с опытного образца термостабилизатора за три зимних месяца (термостабилизатор, термометрические колонны на различных глубинах) представлены на рисунках.
Рис. 1. Температурные значения, полученные с датчиков, установленных на поверхности термостабилизатора
Рис. 2. Температурные значения, полученные с датчиков, установленных на термометрической колонне 1 (расстояние от термосваи 0,5 метра)
Рис. 3. Температурные значения, полученные с датчиков, установленных на термометрической колонне 2 (расстояние от термосваи 1 метра)
80
Динамика систем, механизмов и машин, № 2, 2014
Рис. 4. Температурные значения, полученные с датчиков, установленных на термометрической колонне 3 (расстояние от термосваи 1.5 метра)
Радиус заморозки термостабилизатора составляет приблизительно 1 метр, о чем свидетельствуют показания данных графиков на 1-й и 2-й термометрической колонне. График 3-й термометрической колонны отличается от первых двух, так как не по всей длине зафиксирована заморозка грунта.
Глубина сезонного промерзания грунта в исследуемом районе примерно три метра, и результаты проведенных измерений позволяют смоделировать уровень заморозки при помощи опытно-промышленного образца за каждый из трех исследуемых месяцев, что показа-
но на рис. 5.
Рис. 5. Изменение радиуса заморозки грунта относительно границы естественного промерзания
в исследуемый период
81
Динамика систем, механизмов и машин, № 2, 2014
В ходе опытов были получены данные описанные графически. Графики, приведенные выше, позволяют судить об эффективной работе промышленного образца термостабилизатора грунта.
По моделированию процессов в программе ЛйБуБ получили следующие результаты (рис.6) и (рис. 7), которые будут подтверждаться проектируемым стендом.
Рис. 6. Изменение радиуса заморозки грунта относительно границы естественного промерзания в исследуемый
период при сплошной заморозке грунта
Рис. 7. Изменение радиуса заморозки грунта относительно границы естественного промерзания в исследуемый
период при зональной заморозке грунта
а е
Исходя из предыдущего опыта и расчетов в программе ЛйБуБ, по имеющимся результатам, был спроектирован предполагаемый общий вид экспериментального стенда для исследования характеристик комбинированных СОУ.
Рис. 8 Общий вид экспериментального стенда для исследования характеристик комбинированных СОУ
82
Динамика систем, механизмов и машин, № 2, 2014
Общий вид экспериментального стенда для исследования характеристик комбинированных СОУ показан на рисунке 8, где А-термосвая с использованием холодильной машины, включающая компрессорно-конденсаторный агрегат, обвязку трубопроводов, змеевиковый конденсатор - испаритель; Б-термосвая без использования холодильной машины, состоящая из термосваи с внутренними частями, такими как: воронка, подводящий трубопровод, транспортирующий трубопровод, верхний стакан-испаритель, нижний испаритель и крепежные
элементы.
Библиографический список
1. Бучко, М. А. Искусственное замораживание грунтов / М. А. Бучко. - М., Информ-энерго, 1978. - 68 с.
2. Ганиев, С. Н. Использование естественного холода в северном строительстве / С. Н. Ганиев. - М., 1951. - 260 с.
3. Якобсон, В. Б. Малые холодильные машины / В. Б. Якобсон. - М., 1978. - 368 с.
4. Сакун, И. А. Тепловые и конструктивные расчёты холодильных машин / И. А. Сакун. - М., 1987. - 424 с.
5. Дорман, Я. А. Искусственное замораживание грунтов при строительстве метрополитенов / Я. А. Дорман. - М.: Транспорт, 1971. - 272 с.
6. Гапеев, С. И. Укрепление мерзлых основанием замораживанием / С. И. Гапеев. -Л.: Стройиздат, 1984. - 165 с.
7. Васильев, Л. Л, Вааз С. Л. Замораживание и нагрев грунта с помощью охлаждающих устройств / Л. Л. Васильев, С. Л, Вааз. - Минск: Наука и техника, 1986. - 98 с.
8. Вялов, С. С. Термосваи в строительстве на Севере / С. С. Вялов. - Л.: Стройиздат, 1984. - 148 с.
9. Карнаухов, Н. Н. Механика мерзлых грунтов и принципы строительства нефтегазовых объектов в условиях севера : учеб. / Н. Н. Карнаухов. - М.: ЦентрЛитНефтеГаз, 2008. - 432 с.
