Cтраница 2
Результаты большинства исследований относятся к трубопроводам малых диамет - ров, уложенным на значительной глубине. В этих условиях проблема теплового взаимодействия трубопроводов с окру - жающей средой приобретает особую актуальность. [16]
В книге проанализированы и обобщены результаты исследований в области тепловых и гидравлических расчетов нефтепроводов, даны рекомендации по использованию в практике проектирования и при эксплуатации трубопроводов наиболее обоснованных методов с учетом сложившихся тенденций и прогнозов развития технологии, размещения районов добычи нефти, конструктивных и строительных решений трубопроводных систем. Особенностью подхода к вопросам теплового взаимодействия трубопроводов с природной средой, реализованного в данной работе, является то, что совместно решаются уравнения переноса для нефти и теплопроводности для грунта, стенки трубы, а также теплоизоляции. [17]
Применительно к грунтам, которые также относятся к классу дисперсных материалов, использование всех рекомендуемых критериев весьма затруднено. Накопленный опыт по экспериментальному изучению теплового взаимодействия трубопроводов с окружающим грунтом сравнительно малой влажности показывает, что теплофизические характеристики грунта ( коэффициенты тепло - и температуропроводности) можно принимать осредненными. Безразмерные критерии подобия, рассчитанные при постоянных средних коэффициентах теплопроводности и температуропроводности, в этом случае с достаточной точностью для инженерных целей описывают физику процесса. Массообменные характеристики изменяются в более широком диапазоне даже для одного и того же типа грунта. [18]
На первом этапе проведена оценка теплового взаимодействия трубопроводов с многолетнемерзлыми грунтами. [19]
Увеличилось число видов прокладки, происходят изменения технологии перекачки. В этих условиях вопросы расчета теплового взаимодействия трубопроводов с окружающей средой приобретают все больший практический интерес и актуальность. Постоянно возрастают требования к точности тепловых и гидравлических расчетов. Эти обстоятельства должны найти свое отражение в применяемых на практике методах теплового и гидравлического расчетов и составляют цель настоящей работы. Особенностью выполненных в связи с этим исследований является совместное рассмотрение гидродинамических и температурных условий течения нефти в трубопроводе, которое определяется реально существующим распределением температуры в массиве окружающего грунта. [20]
Как видно из рисунка, расчеты, выполненные по формуле, приведенной в [ l ], дают значительное завышение величины радиуса протаи-вания и применимы для определения динамики протаивания многолетне-мерзлых грунтов под трубопроводами, проложенными на г лубине, на которой не сказывается сезонное изменение температуры воздуха. В остальных случаях, а также при исследовании теплового взаимодействия трубопроводов с многолетнемерзлыии грунтами при нестационарных режимах работы использование для расчетов формулы ( 16) является более целесообразным. [21]
Дальнейшее развитие отечественной газовой промышленности связано с внедрением методов интенсификации транспорта газа. Обоснование параметров транспортировки газа, особенно в северных районах, требует тщательного подхода к методам расчета, и в первую очередь расчета теплового взаимодействия трубопроводов с окружающей средой. [22]
Круг научных интересов П. И. Тугунова был очень широк. Теплообмен горячих трубопроводов с окружающей средой, оптимизация режимов эксплуатации горячих трубопроводов, парафинизация трубопроводов, реологические свойства вы со-ковяаких нефтей и нефтепродуктов, применение тепловой изоляции трубопроводов и резервуаров, последовательная перекачка нефтей и нефтепродуктов, перевод нефтепроводов на перекачку светлых нефтепродуков, защита трубопроводов и резервуаров от коррозии, перекачка высоковязких нефтей в смеси ic ( маловязкими разбавителями, рациональное обслуживание магистральных трубопроводов, применение депрессорных присадок, термо - и барообработки, а также вибровоздействия при перекачке выооковязких нефтей, тепловое взаимодействие трубопроводов с вечной мерзлотой, перекачка газонасыщенных нефтей, гидродинамические и тепловые процессы при испытании магистральных трубопроводов, изучение и прогнозирование теплофизичееких характеристик грунта, сокращение потерь нефти и нефтепродуктов, перекачка мазутов - в этих вопросах он был признанным авторитетом. [23]
При сооружении подземных газопроводов в многолетнемерзлых породах основной является проблема предотвращения растепления окружающего грунта. В расчетном отношении эта проблема достаточно сложна. Например, вопросы теплового взаимодействия трубопроводов с грунтами обсуждаются весьма широко [16, 36], тем не менее имеются лишь приближенные решения, и переход от них к задачам несущей способности пока еще затруднителен [28, 78], особенно при числовых оценках. То же касается проблемы пучения, в которой процесс пучения имеет явно стохастический характер. По-видимому, наряду с расчетами здесь большее внимание должно быть уделено натурным исследованиям. [24]
В промышленном освоении Крайнего Севера первостепенное значение имеет решение проблемы создания надежной трубопроводной конструкции, устойчиво работающей в экстремальных климатических и геокриологических условиях. Данная проблема является комплексной: имеется тесная взаимосвязь между конструкцией трубопровода, окружающими многолетнемерзлыми грунтами и технологией транспорта продукта. Если отдельные аналитические задачи теплового взаимодействия трубопровода с мерзлыми и оттаивающими грунтами рассмотрены достаточно подробно, то вопросы механического взаимодействия изучены явно недостаточно. Это связано как с трудностями теоретического решения задач об устойчивости и несущей способности трубопроводов в сезонно-талом слое многолетнемерзлых грунтов и получения практических инженерных решений, так и с отсутствием опыта эксплуатации трубопроводов большого диаметра на Крайнем Севере. [25]
Как ни странно, этому способствовал тот факт, что существующие методы расчета подземных трубопроводов оказались малопригодными для сложных гидрогеологических условий. И действительно, можно ли определять прочность, деформацию и устойчивость подземных трубопроводов в отрыве от механики грунтов. А методы расчетов силового и теплового взаимодействия трубопровода с грунтом как раз и оказались практически неразработанными. Начались усиленные исследования в этом направлении, которые проводятся и в настоящее время. [26]
Грунты представляют собой многофазные дисперсные системы, в которых вещества могут находиться в твердом, жидком и газообразном состояниях. Процесс теплообмена в такой системе формируется под воздействием кондуктивной, конвективной, радиационной и массообменной проводимости. Учет факторов и явлений, определяющих передачу тепла в грунте, приводит к системе дифференциальных уравнений теплопроводности, массообменаг конвективного и радиационного теплообмена. Вместо указанного-подхода обычно при изучении теплообмена между трубопроводом и грунтом выбирается другой путь, а именно, многообразие всех факторов учитывается при определении теплофизических характеристик грунтов. При этом грунт рассматривается как некоторое квазиоднородное вещество1, к которому применимо уравнение теплопроводности. Выбор такого пути вызван желанием упростить изучение процесса теплового взаимодействия трубопровода с окружающей средой, который в такой общей постановке является чрезвычайно сложным. Правильность же такого подхода подтверждается тем, что влияние многих указанных факторов на передачу тепла в грунте сказывается незначительно. [27]
Как показали предварительные тарировочнне опыты, датчики AM-II обладает достаточно большой инерционностью во времени. Схема расстановки датчиков показана на рис. 2.1. В вертикальной плоскости положение датчиков соответствовало глубине заложения оси трубопровода. Результаты исследований за трехлетний период наблюдения показаны на рис. 2.2. Из анализа можно заключить, что при изменении температуры наружной стенки трубы в годовом цикле от 289 до 293 К сезонные колебания влажности с течением времени уменьшаются и наступает момент, когда гидрологическая обстановка стабилизируется, т.е. грунт вокруг трубы оказывается подсушенным и значение влажности фактически не изменяется. Интенсивное изменение влажности в прилегающем грунте отмечается в первые два года эксплуатации трубопровода. Согласно известным исследованиям, величина влажности грунта в природном состоянии ( без теплового воздействия инженерных объектов) постоянно изменяется и зависит от времени года. Так же как и температура грунта, влажность претерпевает сезонные колебания. Здесь же отметим, что полученный в / 30 / результат нельзя переносить на все случаи теплового взаимодействия трубопровода с грунтом. [28]