Выполнен анализ типовых методик расчета глубин протаивания под трубопроводами. Сопоставление границ применимости анализируемых методик показало, что только методика, основанная на прямом решении дифференциального уравнения теплопроводности численными методами, обладает наибольшей универсальностью и практически не имеет ограничений в применении. Проведен тестовый расчет глубин протаивания многолетнемерзлого грунта под трубопроводом. Показана значительная разница в результатах расчетов по различным методикам. На основании результатов расчетов было обосновано, что каждый из климатических факторов вносит значимый вклад в расчетную схему. Сделан вывод о необходимости учета всей совокупности климатических факторов при расчетах глубин протаивания под трубопроводами и связанной с этим необходимости решения дифференциального уравнения теплопроводности исключительно методами конечных элементов или конечных разностей.
In this scientific article analyzed scientific literature and technical standards of the Russian Federation for typical calculation methods the depth of thawing under pipelines. The authors have wondered to find the most universal method for calculating the depth of thawing, taking into account the structural features of facilities and the impact of major climatic factors. A comparison of the limits of applicability of the analyzed methods showed that only technique based on direct solution of differential equation of thermal conductivity by numerical methods, has the greatest versatility and has virtually no restrictions in use. The test calculations are depth of thawing permafrost under the pipeline. Detected a significant difference in the results of calculations using different methods. Based on the results of calculations has been proved that each of climatic factors makes a significant contribution to the calculation scheme. The authors concluded that the need to consider the totality of climatic factors in the calculation of the depth of thawing under pipelines and related need for solving the differential equation of heat conduction only method of finite elements or finite differences.
1. Быков Л.И., Мустафин Ф.М., Рафиков С.К., Нечваль А.М. Типовые расчеты при сооружении и ремонте газонефтепроводов: Учеб. пособие. СПб.: Недра, 2006. — 824 с.
2. Даниэлян Ю.С., Примаков С.С. К расчету теплопотерь от группы параллельных подземных трубопроводов // Материалы международной конференции «Город и геологические опасности». Т. 2. СПб., 2006. С. 29–33.
3. Даниэлян Ю.С., Яницкий П.А. Температурный режим нефтегазопроводов при их совместной прокладке в мерзлых грунтах // Энергетика и транспорт. 1987. № 1. С. 95–100.
4. Иванов И.А. и др. Геотехнические проблемы трубопроводного транспорта: Учебное пособие / И.А. Иванов, С.Я. Кушнир, С.А. Пульников. Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. 208 с.
5. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. Наука, 1964.
6. Конев В.В., Закирзаков Г.Г., Райшев Д.В., Мерданов М.Ш., Саудаханов Р.И. Математическое моделирование теплового состояния строительно-дорожных машин // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6. С. 320.
7. Кутателадзе С.С. Основы теории массообмена. М.: Атомиздат, 1979, 416 с.
8. Кушнир С.Я., Карнаухов М.Ю., Пульников С.А., Сысоев Ю.С. Анализ пространственных перемещений магистральных газопроводов с определением граничных зон // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2011. № 5. С. 72–75.
9. Кушнир С.Я., Пульников С.А., Сысоев Ю.С. Пространственная устойчивость подземного магистрального газопровода на обводненных участках трассы // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2012. № 1. С. 72–76.
10. Кушнир С.Я., Пульников С.А., Сысоев Ю.С., Карнаухов М.Ю. Аналитическая задача определения удлинения газопровода в области аркообразования // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2011. № 4. С. 74–80.
11. Тугунов П.И., Новосёлов В.Ф., Коршак А.А., Шаммазов А.М. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. Учебное пособие для вузов. – Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002. – 658 с.
12. Stefan, Ann. Phys. u. Chem. (Wiedemann) (N.F.) 42, 269-286 (1891).