Рис. 1. Расчетная область грунтового массива (
1
), вмещающего МТ (
3
) (
2
—
обратная засыпка). Граничные условия третьего рода при наличии антикорро-
зионного слоя (
а
) и первого рода, когда антикоррозионный слой отсутствует (
б
)
Граничные условия в расчетной области.
Для расчетов темпера-
турных полей и ореолов оттаивания вокруг МТ назначается расчетная
областьгрунтового массива (рис. 1). Поскольку в общем случае грун-
товый массив может бытьвесьма неоднородным (кроме того, верхняя
поверхностьего может бытьне горизонтальной), в расчетную область
включаются обе четверти полупространства. При этом размеры полу-
пространства назначаются с таким расчетом, чтобы тепловое влияние
трубопровода в процессе расчетов на боковых и нижней границах
расчетной области было минимальным. Опыт проведения расчетов
исследуемого температурного режима вмещающего трубопровод грун-
тового массива показал, что размеры расчетной области могут быть
ограничены по ширине величиной
50
d
, по глубине —
30
d
(
d
— диаметр
трубы).
Условия теплообмена на границах рассчитываемой области зада-
ются следующим образом:
−
λ
гр
∂ϑ
п
∂l
=
S
R
+
S
к
(6)
— граничное условие третьего рода для дневной поверхности вмеща-
ющего МТ грунтового массива, где
ϑ
п
— температура поверхности
сооружения;
l
— расчетная глубина от дневной поверхности;
S
R
+
S
к
— теплоприток извне к поверхности грунта;
S
R
— радиационный те-
плоприток;
S
к
=
α ϑ
п
−
θ
A
(7)
— конвективный теплоприток;
α
— эффективный (когда поверхности
покрыты снегом) или конвективный (когда снега нет) коэффициенты
теплоотдачи от атмосферного воздуха с температурой
θ
A
к соответ-
ствующим поверхностям сооружения с температурой
ϑ
п
.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 3 71
