На внешней поверхности трубы при наличии теплоизоляции при-
нимается условие третьего рода (рис. 2):
λ
гр
∂ϑ
п
∂l
=
α
эф
(
ϑ
п
−
T
н
)
,
(15)
где
λ
гр
— коэффициент теплопроводности окружающего грунта;
ϑ
п
—
температура грунта на внешней поверхности теплоизоляции;
α
эф
— эф-
фективный коэффициент теплоотдачи от нефти внутри трубы к грун-
ту через слой теплоизоляции (средний за месяц);
l
— расстояние от
расчетной точки по нормали к поверхности трубы;
T
н
=
f
(
t
)
— тем-
пература нефти (средняя за месяц).
Эффективный коэффициент теплоотдачи от нефти внутри трубы к
грунту определяется по следующей формуле:
α
эф
=
1
1
α
н
+
δ
ти
λ
ти
,
(16)
где
δ
ти
— толщина антикоррозионного покрытия, м;
λ
ти
— коэффициент
теплопроводности антикоррозионного покрытия;
α
н
— коэффициент
теплообмена металла трубы с внутренней поверхностью антикорро-
зионного покрытия.
При гидродинамически и термически стабилизированном течении
жидкости теплоотдача определяется следующим образом: Nu
d
∼
= 4
,
36
,
т.е. критерий Нуссельта — величина постоянная.
Справедливо соотношение
λ
(
t
c
−
t
ж
)
2
q
c
r
0
=
λ
αd
=
1
Nu
d
,
(17)
где
t
c
— средняя температура стенки;
t
ж
— среднемассовая температура
жидкости;
r
0
— внутренний радиус трубы;
α
— коэффициент теплоот-
Рис. 2. Граничное условие на поверхности трубы нефтепровода
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 3 73
