Cтраница 4
![]() |
Расчетная схема телескопического трубопровода с и отборами и ( т - 1. [46] |
Полученные выше результаты можно перенести для трубопроводов, состоящих из т участков, разделенных ( т - - 1) неоднород-ностями. В практике чаще всего встречаются именно такие трубопроводы. Подобная задача решается в теории теплопроводности через многослойные среды, где перенос тепла по участкам описывается однородными уравнениями теплопроводности с постоянными коэффициентами. [47]
В статье В. А. Пупырева и Я. С. Уфлянда ( 1960) и в монографии последнего ( 1967) дано решение общей смешанной задачи для упругого слоя, а также рассмотрен случай сцепления слоя и основания. Аналогичный метод был применен Д. В. Грилицким к задаче о кручении многослойной среды при помощи сцепленного с ней штампа, а также к ряду сходных контактных задач. [48]
Как было отмечено ранее, уравнение ( 8 - 103) сравнительно шросто моделируется а электрической модели. Так же лросто реализуются в модели граничные и начальные условия. В связи с различными теплофизическими свойствами отдельных слоев электрическая модель многослойной среды представляет собой неоднородную пространственную электрическую цепь, состоящую из сопротивлений, емкостей, источников и стоков. [49]
Исходя из вариационного метода и закона сохранения масс получены приближенные расчетные формулы для исследования локального обмена с окружающей средой на примере различных задач эксплуатации нефтяного пласта, содержащего большое количество локально проницаемых зон на кровле. Приводятся результаты моделирования для различных случаев локального обмена, полученные для более точной постановки. Для многих случаев приведено сопоставление результатов моделирования с результатами численных расчетов по формулам, полученным с применением как вариационного метода, так и закона сохранения масс. На основании результатов моделирования дается критический анализ методов приближенного решения задач о течении жидкости в многослойной среде. [50]
Задачи для трехслойной среды также поддаются математической обработке. Однако решение их уже значительно сложнее. Многослойные среды приводят в конце концов к слишком сложным математическим выражениям. Поэтому стремятся многослойные среды привести к двухслойным. [51]
Это объясняется высокой удельной прочностью и жесткостью, возможностью проектирования материала с заданными физическими и механическими свойствами. Отличительной особенностью данных материалов является анизотропия физико-механических характеристик, причем степень анизотропии зависит от структуры материала и может быть получена соответствующей укладкой армирующего наполнителя. Это дает возможность конструктору проектировать не только детали и изделия, но и сам материал. Проектирование конструкций и изделий требует знания теорий прочности анизотропных композиционных материалов. В настоящее время изучение прочности композиционных материалов ведется в двух направлениях. В работах первого направления 19 10 ] и других композиционные материалы рассматриваются как неоднородные составные материалы, представляющие собой регулярную многослойную среду из чередующихся слоев арматуры и прослоек полимерного связующего. При практическом использовании этой теории возникают трудности, обусловленные технологическими дефектами изготовления конструкций, дефектами структуры и пр. [52]
Сложность получаемых уравнений явилась причиной того, что решения задач о промерзании или протаивании грунтов в такой постановке почти отсутствуют. Более широкое применение нашла другая постановка задачи о промерзании или протаивании, известная под названием задача Стефана. Изучение кривых льдистости мерзлых грунтов показывает, что подавляющая часть воды в грунте замерзает в спектре отрицательных температур, локализованном около 0 С. Этот спектр весьма узок для грубодисперсных пород и Несколько шире для тонкодисперсных. Исходя из этого факта принимается, что фазовые переходы воды в грунтах происходят при 0 С, и скрытая теплота плавления выделяется только на границе твердой и жидкой фаз. Разработан ряд методов решения задачи Стефана, в основном для линейного и симметричного случая. Для решения инженерных задач о протаивании мерзлого грунта для плоского случая наиболее приемлемым представляется метод последовательных приближений, сочетающий простоту с весьма высокой точностью получаемых решений. Предполагалось, что распределение температур в высушенной и талой зонах подчиняется линейному закону, а в мерзлой зоне температура постоянна. В монографии Г. В. Порхаева [40] предложен метод вспомогательной температуры и даны решения двумерных задач теплообмена трубопроводов, уложенных в мерзлый грунт. Этот метод достаточно эффективен при инженерных расчетах теплообмена подземных трубопроводов. Как известно, этот принцип справедлив только для линейных уравнений. В то же время рассматриваемая задача является существенно нелинейной из-за условия Стефана на границе фазовых переходов. Поскольку для прогноза осадок необходимо знать максимальную глубину протаивания грунта, то для получения приближенного решения ограничимся рассмотрением одномерной задачи. Математическая формулировка одномерной задачи для многослойной среды ( изоляция, талый и мерзлый грунт) заключается в следующем. [53]