Средняя температура мерзлотной завесы

Определение средней но высоте плотины температуры мерзлотной завесы необходимо для расчетов устойчивости и прочности мерзлого ядра и профиля плотины в целом.

Рассмотренные выше методики расчета мерзлотных завес не содержат рекомендации по определению средних температур мерзлотной завесы.

Для практических целей среднюю температуру но высоте завесы можно определять приближенно по зависимостям:

а) средняя температура по объему завесы при полном смыкании мерзлых цилиндров

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru ; (5.10)

б) средняя для завесы температура в точке пересечения продольной оси завесы с плоскостью смыкания цилиндров

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru (5.11)

где d – внешний диаметр колонки, м; l –расстояние между осями колонок, м; В — минимальная толщина завесы в плоскости смыкания цилиндров, м;

tк – расчетная температура внешней поверхности колонки, средняя за период вентилирования.

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru ,

где h – высота колонки, м.

Расчет по формулам (10) и (11) для Иреляхской плотины и сопоставление с натурными данными (пример 5.3) показывают удовлетворительное совпадение.

Пример 5.1. Определение скорости движения воздуха в замораживающих колонках и производительности вентиляторов(Расчеты сделаны применительно к плотине на р. Ирелях)

Дано:

R1=0,75, dК=0,22, Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru = 20 м, Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru = 0,15, Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru =-18°С, Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru =-20°С, Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru , Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru , d2=0,2 м, d1=0,14 м

Определим объем мерзлотного цилиндра вокруг замораживающей колонки

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru м3

Длина по гребню плотины L = 320 м. Расстояние между осями колонок l=1,5 м. Тогда число колонок будет разно:

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru колонок.

Объем мерзлотной завесы, образующийся за период τ1 равен

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru м3

Количество тепла, выделяющегося при замораживании грунта в объеме всей завесы, определяется формулой

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru ккал/ м3

где q – величина, вычисляемая по формуле

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru ккал.

В данном примере принято несколько заниженное значение Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru = 2°. Наиболее эффективное замораживание достигается при Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru = 8 или 9° С.

Если зададим время работы всех вентиляторов τ1= 1200 ч = 50 сут,тогда их общая производительность будет равна:

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru м3

Если все замораживающие колонки разбиты на семь секций (т = 7),то производительность каждого отдельного вентилятора из т секций замораживающих систем будет равна:

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru м3

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru При известной площади кольцевого сечения колонки ω м2 и числе N колонок секции, обслуживаемых одним вентилятором, средняя скорость движения воздуха в кольцевой щели определяется формулой

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru

На основании практических данных VB не должна быть менее 2 м/с. Так как полученная скорость меньше 2 м3/с, то обратным пересчетом определяем необходимую производительность вентилятора

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru м3

Следовательно, производительность одного вентилятора для работы п колонки при V=2 м/с должна быть 3500 м3/ч.

Пример 5.2.Определение ориентировочной средней скорости движения воздуха в кольцевой щели при заданной производительности вентилятора

Определяем среднюю скорость движения воздуха при заданной производительности вентилятора Р=3500 м3/ч.

Средняя скорость движения воздуха будет равна:

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru ; Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru >2 м/с.

Пример 5.3. Определение средней температуры мерзлотной завесы

Определим среднюю температуру по объему мерзлотной завесы или плотины на р. Ирелях по формуле (10).

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru = –20 ° С, d=0,22 м, h=20 м, l = 1,5 м, В = 12 м (по нормали к продольной оси завесы).

Средняя температура по объему завесы при полном смыкании ци­линдров будет равна:

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru ° С

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru ° С

Пример 5.4. Определение скорости движения воздуха в замораживающих колонках и производительности вентиляторов; Определение ориентировочной средней скорости движения воздуха в кольцевой щели при заданной производительности вентилятора; Определение средней температуры мерзлотной завесы.

Дано:

R1=1,50, dК=0,44, Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru = 40 м, Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru = 0,30, Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru =1,7, Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru =-20°С, Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru =-18°С, Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru , Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru , d2=0,2 м, d1=0,14 м

Средняя температура мерзлотной завесы - student2.ru = –20 ° С, d=0,44 м, h=40 м, l = 1,5 м, В = 15 м, L 300-500 (по нормали к продольной оси завесы).

На основании практических данных VB не должна быть менее 4 м/с.

Наши рекомендации