СН 510-78, страница 6

t_л — продолжительность периода с положительными температурами воздуха, ч;

q₁ = q + 0,5 C_т t_л; (16)

Q_м = ‑ , (17)

где t_з — средняя температура воздуха за зимний период, °С;

t_з — продолжительность зимнего периода, мес.

Значения t_л и t_л следует принимать по табл. 1 главы СНиП по строительной климатологии и геофизике, причем для климатических подрайонов 1Б и 1Г значения t_л и t_л принимаются с коэффициентом 0,9.

Коэффициент h определяется по номограмме рис. 35 в зависимости от , где R_c = — термическое сопротивление снежного покрова; Н_с — толщина снега; l_с — коэффициент теплопроводности снега (табл. 3).

Если глубина сезонного оттаивания определяется для участков, с поверхности которых снег сдувается или счищается, значение коэффициента h принимается равным 1. Значение коэффициента К_м в формуле (17) определяется по номограмме рис. 35 в зависимости от продолжительности зимнего периода t_з, мес и величины коэффициента К_о.

Рис. 35. Номограмма для определения вспомогательных величин К_о, К_м, h

Значение коэффициента К_о предварительно находится по графику рис. 35 по величине средней годовой температуры грунта t_o.

Теплота таяния льда в грунте q вычисляется по формуле (69) при значении w_н, определенной для t = t_o.

Величины коэффициентов теплопроводности и объемные теплоемкости грунта принимаются по табл. 4 для значений влажности, указанных в п. 12.14.

Надземные водопроводы

12.18. В зависимости от условий эксплуатации и диаметра водопровода возможны следующие случаи его работы:

образование ледяной корки на внутренних стенках труб не допускается;

образование ледяной корки на внутренних стенках труб допускается.

12.19. Если образование ледяной корки на внутренних стенках трубопровода не допускается, то расчетом надлежит определять или начальную температуру воды t_н, или толщину теплоизоляции d_и при заданной начальной температуре воды.

Температура воды в начале расчетного участка трубопровода (сети или водовода) t_н и толщина теплоизоляции d_и связаны соотношением

t_н (18)

гае t_в — минимальная среднесуточная температура наружного воздуха, °С;

е — экспонент (показательная функция). Значения приведены в прил. 3;

; (19)

(20)

(21)

a_в — коэффициент теплоотдачи от воды к внутренним стенкам трубы, Вт/м²×°С), определяемый по формуле

a_в = 1415 (22)

а_н — коэффициент теплоотдачи от поверхности трубопровода и наружному воздуху, Bт/(м²×°C), определяемый в зависимости от наружного радиуса (с изоляцией) и скорости ветра

а_н = 37 (23)

v — скорость ветра, м/с.

Значения v^0,8, (2r)^0,2 и [2(r + d_и]^0,2 определяются по графикам рис. 36, 37.

Рис. 36. График для определения величины v^0,8

Рис. 37. График для определения величины x

Рис. 38. График для определения коэффициента

Толщина теплоизоляции d_и при заданной температуре воды в начале расчетного участка трубопровода определяется подбором из формулы (18).

Выбор наиболее целесообразного сочетания начальной температуры воды и толщины теплоизоляции определяется теплотехническим и технико-экономическим расчетами.

12.20. При заданной температуре воды в конце расчетного участка трубопровода и толщине теплоизоляции d_и, температура воды в начале расчетного участка t_н должна быть не менее

t_н =(t_к ‑ t_в)e j_з + t_в, (24)

где j_з и t_в — то же, что и в формуле (18).

12.21. При заданной температуре воды в начале t_н и конце t_к расчетного участка трубопровода, требуемую толщину теплоизоляции d_и надлежит определять подбором из формулы

. (25)

12.22. Если на внутренней поверхности трубопровода допускается образование ледяной корки (в периоды резкого похолодания), то толщина ледяной корки d_л определяется по формуле

d_л = 1,2 (26)

откуда S =

где l_л — коэффициент теплопроводности льда, Вт/м×°С);

t_м — продолжительность расчетного периода с температурой воздуха самого холодного месяца, ч;

t_м — температура воздуха в расчетный период t_м, °С.

Значения t_м и t_м принимаются по таблице Справочника по климату СССР Госкомгидромета («Число дней со средней суточной температурой в различных пределах»), при этом величина (t_м — t_в)t по абсолютной величине должна быть наибольшей.

Трубопроводы в тоннелях или каналах

12.23. В случае когда трубопроводы укладываются в тоннеле или канале, расчетом надлежит определять:

глубину оттаивания грунта в основании тоннеля или канала в летнее время;

температуру воздуха в тоннеле или канале в зимнее время, необходимую для промораживания слоя грунта, оттаявшего под каналом за летний период;

расход воздуха для вентилирования тоннеля или канала в летнее и зимнее время;

толщину теплоизоляции труб;

изменение температуры теплоносителя по длине трубопровода, уложенного в тоннеле или канале.

12.24. Устойчивость вентилируемого тоннеля или канала и уложенных в нем трубопроводов при наличии льдонасыщенных грунтов в основании обеспечивается при соотношении

Н_т = Н_м. (27)

где H_т — глубина оттаивания грунта в летнее время в основании тоннеля или канала, равная толщине слоя замененного грунта или предварительно оттаянного и уплотненного, м;

Н_м — глубина промерзания грунта основания тоннеля или канала в зимнее время, м.

12.25. Расчет глубины оттаивания и промерзания грунта надлежит производить по средним температурам воздуха за летний и зимний периоды.

12.26. Глубину оттаивания грунта в основании вентилируемого тоннеля или канала следует определять по формуле

(28)

где x — коэффициент, определяемый по графику рис. 38 в зависимости от параметра J:

(29)

(30)

где d_к — толщина стенки тоннеля или канала, м;

l_к — коэффициент теплопроводности стенки тоннеля или канала, Вт/(м×°С);

b — ширина тоннеля или канала, м;

t_л — среднелетняя температура наружного воздуха, °С;

t_л — продолжительность периода года с положительной средне-суточной температурой, ч.

12.27. Расход воздуха на вентилирование в расчете на 1 м тоннеля или канала в летний период G_л , кг/ч, следует определять по формуле

(31)

где С_в — теплоемкость воздуха, кДж/кг×°С);

t_пр — температура теплоносителя в прямой трубе теплопровода, °С;

t_об — температура теплоносителя в обратной трубе теплопровода, °С;

U — внутренний периметр тоннеля или канала.

Коэффициент теплопередачи К определяется по формулам: для прямой труби

(32)

для обратной трубы

(33)

где r_пр и r_об — наружные радиусы прямой и обратной труб теплопровода, м;

а_н — коэффициент теплоотдачи от поверхности теплоизоляции труб теплопровода к воздуху в тоннеле или канале, Вт/(м²×°С).

Если в тоннеле или канале кроме теплопровода укладываются другие трубопроводы (водопровод, канализация и пр.), то расход воздуха на вентилирование определяется только исходя из теплопотерь теплопровода.

12.28. Средняя температура воздуха в тоннеле или канале за период года с отрицательной температурой воздуха определяется по формуле

(34)

где J — определяется по формуле (29);

t_з — продолжительность периода года с отрицательной средне-месячной температурой воздуха (зимний период), ч.

12.29. Расход воздуха на вентилирование в расчете на 1 м в тоннеле или канале в зимний период G_з, кг/ч, следует определять по формуле

, (35)

где t_з — среднезимняя температура наружного воздуха, °С;

(36)

h₀ — расстояние от поверхности земли до верха канала, м.

12.30. Толщину теплоизоляции труб в тоннеле или канале d_и надлежит определять предварительно по величине допустимых среднегодовых теплопотерь по формуле

(37)

где t_т — температура теплоносителя в трубе, °С;

q_ср — допустимая среднегодовая величина теплопотерь, Вт/м.

12.31. Перепад температуры теплоносителя Dt в самый холодный месяц следует рассчитывать по формуле

Dt = (t_т - t_з.к ) (1 - е^j). (38)

12.32. Если перепад температуры теплоносителя в трубах в самый холодный месяц окажется больше допустимого, то окончательная толщина теплоизоляции определяется по формуле

d_и = r (е^j1 - 1), (39)

где j₁ =

12.33. Тепловой расчет вводов в здания, принятых к прокладке в тоннеле или канале, производится так же, как и для магистральных тоннелей или каналов.

12.34. Размеры зоны оттаивания грунтов вокруг тоннелей или каналов определяются для положительной средней годовой температуры воздуха в канале.

12.35. Предельная глубина оттаивания грунтов под тоннелями или каналами определяется по формуле

h_п = (x_п ‑ m ‑ 1)r. (40)

Предварительно вычисляется значение b:

b = (41)

В расчетах принимается эквивалентное значение радиуса тоннеля или канала, вычисляемое по формуле

. (42)

где U — внутренний периметр тоннеля или канала; значение т вычисляется по формуле

(43)