Обсуждение работы ТЕМПЕРАТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ ОСНОВАНИЯ ТЕПЛОПРОВОДА В КРИОЛИТОЗОНЕ - Студенческий научный форум

V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Личный портфель

Обсуждение работы ТЕМПЕРАТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ ОСНОВАНИЯ ТЕПЛОПРОВОДА В КРИОЛИТОЗОНЕ

Гнетов Е.А. 1, Горохов Е.Н. 1, Маленов А.А. 1
1ННГАСУ
  • Кочева Елена Алексеевна 14.02.13 в 08:01 #
    Жень, привет! Интересаная работа, а вот криолитозона, если попроще это что?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 14.02.13 в 10:44 #
      Криолитозона - это территория земной поверхности, в которой грунты основания находятся в мерзлом состоянии. В частности, в России криолитозона представлена районами с вечной мерзлотой, занимающими 65% от территории страны.
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

      • Кочева Елена Алексеевна 14.02.13 в 12:11 #
        Отлично. И для какой конкретной местности применима данная работа.
        Ответить

        Обсуждение работ закрыто!

        • Гнетов Евгений Алексеевич 15.02.13 в 13:16 #
          Актуальность результатов данного исследования проявляется по отношению к населенным пунктам с многолетне-мерзлым грунтом в качестве основания (Якутск, Верхоянск, Мирный, Чита, Айхал и др.)
          Ответить

          Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 14.02.13 в 22:00 #
    И еще вопрос. В какой программе можно просчитать долговечность на 300 лет после начала использования трубопровода. Неужели сохранится?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 15.02.13 в 13:22 #
      Вопрос о сохранении водопропусных сооружений вследствии оттаивания основания в данной работе не рассматривается. Температурное состояние основания трубопровода можно спрогнозировать путем проведения расчета с использованием програмнного комплекса Tube, разработанного в ННГАСУ.
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

  • Филипова Екатерина Васильевна 16.02.13 в 16:44 #
    Евгений, какой численный метод используется в программе Tube?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 16.02.13 в 16:47 #
      В данной программе решение дифференциальных уравнений реализовано методом конечных разностей
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

  • Григорьев Федор Анатольевич 16.02.13 в 17:10 #
    Какие конкретные параметры Вы имеете в виду, когда говорите о теплофизических характеристиках грунтов основания?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 16.02.13 в 17:13 #
      К упомянутым параметрам относятся в частности коэффициент теплопроводности (для мерзлого и талого грунта) и объемная теплоемкость
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

      • Григорьев Федор Анатольевич 16.02.13 в 17:14 #
        А климатические параметры района чем представлены?
        Ответить

        Обсуждение работ закрыто!

        • Гнетов Евгений Алексеевич 16.02.13 в 17:16 #
          К климатическим параметрам относятся среднемесячная температура воздуха и коэффициент теплоотдачи (для зимнего периода, когда поверхность земли покрыта слоем снега)
          Ответить

          Обсуждение работ закрыто!

  • Зажигалов Петр Алексеевич 16.02.13 в 17:19 #
    Доброго времени суток! Хотелось бы услышать, что такое геотермическая ступень? Не слышал о таком...
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

  • Зажигалов Петр Алексеевич 16.02.13 в 17:21 #
    Судя по размерности м/градус, это значит как температура зависит от расстояния?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 16.02.13 в 17:24 #
      Геотермическая ступень в данном случае характеризует изменение температуры в грунте с увеличением глубины. Зависит от климатических характеристик и теплофизических характеристик грунта. Является показательным примером существования тепла недр Земли (с увеличением глубины увеличивается температура)
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

    • Кочева Елена Алексеевна 01.03.13 в 21:54 #
      Что-то не понятно, что это за размерносить? Градиента, что ли? Или еще чего?
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

  • Хоботов Василий Иванович 16.02.13 в 17:27 #
    Евгений здраствуйте! В вашей работе сказано кондуктивном и конвективном теплообмене. В чем отличия между ними? (и можно ли вообще их сравнивать). Спасибо
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 16.02.13 в 17:32 #
      Если в двух словах, конвективный теплообмен - за счет движущегося теплоносителя (вода, воздух) в среде (поры грунта), или за счет перемешивания теплых и холодных масс вещества. Кондуктивный теплообмен - за счет взаимодействия частиц между предметами (горячий чайник и холодный стол).
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

      • Кочева Елена Алексеевна 27.02.13 в 22:41 #
        Теплообмен происходящий между горячей водой в чайнике и поверхностью стола - теплопередача, так как процесс идет через разделяющую стенку чайника. А от стенки чайника к поверхности стола - теплоотдача. Примерно так. А какой процесс рассмотрен в работе и в каком месте конкретно?
        Ответить

        Обсуждение работ закрыто!

  • Филипова Екатерина Васильевна 16.02.13 в 17:34 #
    Здраствуйте Евгений! Мне интересно, как вы заинтересовались этой темой? Это тема вашей диссертации?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 16.02.13 в 17:39 #
      Спасибо за вопрос. На самом деле, тема моей диссертации звучит так: Виртуальная модель ложа и бортов водохранилища в криолитозоне. В рамках исследования был разработан программный комплекс для определения температурного состояния ложа водохранилища. Она же позволяет расчитывать влияние на мерзлый грунт от любого другого сооружения с повышенной температурой. Этот факт и позволил применить разработанную программу в немного другой отрасли строительства.
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 16.02.13 в 18:50 #
    Женя, скажи пожалуйста, а какие особенности прокладки, скажем газопровода, в условиях вечной мерзлоты?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 18.02.13 в 11:06 #
      В районах с вечной мерзлотой газопровод надлежит прокладывать следующими способами: 1. Наземный - на подсыпке; 2. Надземный - по опорам, эстакадам, конструкциям зданий и сооружений и др. с устройством пешеходных переходов при прокладке газопроводов на низких опорах; 3. Подземный - бесканальный и канальный: в вентилируемых каналах с установкой сигнализаторов загазованности.
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

      • Кочева Елена Алексеевна 26.02.13 в 17:07 #
        Отлично!
        Ответить

        Обсуждение работ закрыто!

  • Кругло Игорь Антонович 17.02.13 в 18:20 #
    А планируется ли дальнейшая работа в этом направлении?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 18.02.13 в 11:10 #
      На данный момент работа в направлении тепло-газоснабжения в условиях вечной мерзлоты не планируется. Основная цель исследования - показать возможность применения разработанной нами программы к теплопроводам.
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Марина Алексеевна 18.02.13 в 09:04 #
    Евгений! Так держать! А в данной работе за основу бралась какая глубина промерзания?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 18.02.13 в 11:44 #
      Спасибо за вопрос, Марина Алексеевна. Хоть в районах с вечной мерзлотой и есть такой параметр, как толщина сезонно-деятельного слоя грунта, обусловленного оттаиванием в летний период, в данной работе он явно не задавался. Программа начинает считать температурное состояние по начальному температурному полю, заданному пользователем. В данном исследовании за точку отсчета был принят зимний период (т.е. без оттаявшего слоя). Также в программу вводятся коэффициент теплоотдачи, климатические параметры
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Марина Алексеевна 18.02.13 в 21:22 #
    Спасибо, Женя, за достойный ответ!!!
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 19.02.13 в 08:08 #
    Жень, а по времени сколько занимает расчет при помощи такой программы?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 19.02.13 в 10:16 #
      Программа требует значительных ресурсов компьютера. Я расчитывал более 2-х суток
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 26.02.13 в 00:09 #
    Что такое кондуктивная теплопередача? По доступней, для понимания, пожалуйста)))
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 26.02.13 в 16:37 #
      Кондуктивная теплопередача связана с взаимодействием между телами на молекулярном уровне. Кинетическая энергия частиц нагретого тела передается частицам холодного тела, за счет чего и происходит нагревание.
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

      • Гнетов Евгений Алексеевич 26.02.13 в 16:44 #
        За скорость кондуктивного теплообмена отвечает коэффициент теплопроводности. Для разных материалов он разный. Например, для воздуха он почти нулевой, чего не скажешь о бетоне. Для дерева он ниже чем для бетона. Другими словами, кондуктивно тепло проводит лучше тот материал, у которого плотность больше.
        Ответить

        Обсуждение работ закрыто!

  • Хоботов Василий Иванович 26.02.13 в 16:50 #
    Приведите пример конвективной теплопередачи? :) Спасибо
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 26.02.13 в 16:56 #
      Перемешивание теплой и холодной воды в чайнике при его нагревании
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

      • Гнетов Евгений Алексеевич 26.02.13 в 16:59 #
        Еще пример: фильтрация воды в порах талого грунта тела плотины с одновременным оттаиванием близлежащих мерзлых грунтов (т.е. перенос тепла движущейся водой)
        Ответить

        Обсуждение работ закрыто!

      • Кочева Елена Алексеевна 26.02.13 в 17:05 #
        А еще от отопительного радиатора в зимнее время теплый воздух поднимается вверх, а холодный опускается вниз)))
        Ответить

        Обсуждение работ закрыто!

        • Гнетов Евгений Алексеевич 27.02.13 в 10:14 #
          Именно так, Елена Алексеевна. Этот процесс связан с разностью плотностей теплого и холодного воздуха
          Ответить

          Обсуждение работ закрыто!

          • Кочева Елена Алексеевна 27.02.13 в 22:28 #
            Очень официально, Женя, но понятно)))
            Ответить

            Обсуждение работ закрыто!

  • Зажигалов Петр Алексеевич 26.02.13 в 16:53 #
    Ваша программа написана только вами, или кто-то опытный помагал?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 26.02.13 в 16:57 #
      Люди, помогавшие мне в процессе разработки программы представлены в списке авторов статьи
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 26.02.13 в 17:09 #
    Женя, а условия теплопроводности, теплопередачи и теплоотдачи как нибудь учитывались?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 27.02.13 в 10:16 #
      Теплопроводность учитывалась коэффициентом теплопроводности, а теплоотдача описывалась коэффициентом теплоотдачи
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 27.02.13 в 10:40 #
    Спасибо!
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 27.02.13 в 22:32 #
    А вот насчет полиэтиленовых трубопрводов, уважаемый Евгений Алексеевич, что вы можете сказать. Применительно к работе связанной с вечной мерзлотой?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

  • Гнетов Евгений Алексеевич 28.02.13 в 10:53 #
    В работе рассматривались стальные трубы с теплоизоляцией. Возможность применения полиэтиленовых труб в криолитозоне требует отдельного рассмотрения
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

  • Филипова Екатерина Васильевна 28.02.13 в 10:55 #
    Почему нулевая изотерма на рисунке 2 выглядит как-то неестественно, не гладко? Спасибо
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 28.02.13 в 10:59 #
      Дело в конечно-разностной сетке. Сетка имеет нерегулярный характер, т.е. в интересуемой нас области она более частая, в менее интересуемой - редкая. Красная и синия линия - граница талой и мерзлой зоны - представлены ломаными линиями. Это связано с особенностями численной модели
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

  • Хоботов Василий Иванович 28.02.13 в 11:07 #
    Удельная теплота плавления льда - это что?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

  • Гнетов Евгений Алексеевич 28.02.13 в 11:09 #
    Проще говоря, это то количество теплоты, которое необходимо передать 1 кг льда, чтобы он начал таять
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 28.02.13 в 23:27 #
    Можно ли это назвать энтальпией, если еще учесть единицы времени?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 13.03.13 в 08:16 #
      Таяние льда - это эндотермический процесс. Соответственно, изменение энтальпии dH имеет положительное значение, так как происходит поглощение тепла.
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 01.03.13 в 20:46 #
    Женя, добрый вечер!
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 01.03.13 в 20:47 #
    Еще появился вопрос. Что такое основание трубопровода?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 13.03.13 в 08:17 #
      Под основанием в принципе понимается грунтовый массив, воспринимающий нагрузку от вышележащих сооружений. В данном случае линейный трубопровод
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 01.03.13 в 21:49 #
    Изотерма есть, а изобары не рассматривалась?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 13.03.13 в 08:18 #
      С точки зрения давления вопрос не рассматривался. Модель описывает температурное состояние ситуации
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 01.03.13 в 21:56 #
    Жень у меня там вопрос в обсуждении про размерность. Поясни пожалуйста! От 1 марта в 21-54.
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 13.03.13 в 08:22 #
      Елена, не вижу вопроса, где он?
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 01.03.13 в 21:57 #
    Спасибо!
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

  • Григорьев Федор Анатольевич 01.04.13 в 12:01 #
    Евгений, в чем суть метода конечных разностей? В двух словах если можно
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 01.04.13 в 12:46 #
      Суть заключается в замене дифференциальных коэффициентов уравнения на разностные коэффициенты. Таким образом решение дифференциального уравнения сводится к решению его разностного аналога. Т.е. это простейший способ интерполяции.
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

      • Григорьев Федор Анатольевич 01.04.13 в 12:47 #
        Спасибо большое
        Ответить

        Обсуждение работ закрыто!

  • Григорьев Федор Анатольевич 01.04.13 в 12:50 #
    Евгений, а метод конечных элементов чем отличается от вашего?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 01.04.13 в 12:52 #
      Метод конечных элементов использует разбиение расчетной области на треугольную сетку (например с помощью триангуляции Делоне), в то время как метод конечных разностей использует прямоугольную сетку (пересечение вертикальных и горизонтальных линий дают нам узлы).
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

      • Гнетов Евгений Алексеевич 01.04.13 в 12:59 #
        Метод конечных разностей проще метода конечных элементов в реализации. Однако метод конечных элементов более гибко учитывает сложные границы расчетных областей. В то же время, применительно к нашей задаче, метод конечных разностей является приемлимым и успешно демонстрирует адекватное решение.
        Ответить

        Обсуждение работ закрыто!

        • Григорьев Федор Анатольевич 01.04.13 в 13:05 #
          спасибо за ответ!
          Ответить

          Обсуждение работ закрыто!

  • Хоботов Василий Иванович 01.04.13 в 13:00 #
    Что такое триангуляция Делоне?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 01.04.13 в 13:01 #
      Спасибо за вопрос
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

      • Гнетов Евгений Алексеевич 01.04.13 в 13:04 #
        Триангуляция Делоне позволяет разбить расчетную область на оптимальные минимальные зоны, в которых происходит расчет - треугольники с оптимальными значениями углов. Триангуляция происходит в автоматическом режиме. До возникновения этого метода разбиение на треугольники производилось вручную.
        Ответить

        Обсуждение работ закрыто!

        • Хоботов Василий Иванович 01.04.13 в 13:07 #
          Спасибо, более-менее понятно
          Ответить

          Обсуждение работ закрыто!

  • Филипова Екатерина Васильевна 01.04.13 в 13:12 #
    Понятия "мерзлый грунт" и "многолетнемерзлый грунт" - разные понятия?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

    • Гнетов Евгений Алексеевич 01.04.13 в 13:16 #
      Мерзый грунт - грунт, находящийся в мерзлом состоянии (с включениями льда). Например слой грунта, подверженный сезонному промерзанию. Многолетнемерзлый грунт - грунт, находящийся в мерзлом состоянии на протяжении ряда лет. Такие грунты распространены в криолитозоне
      Ответить

      Обсуждение работ закрыто!

      • Филипова Екатерина Васильевна 01.04.13 в 13:17 #
        Спасибо за ответ!
        Ответить

        Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 01.04.13 в 13:45 #
    Женя, добрый день!
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 01.04.13 в 13:45 #
    Скажи пожалуйста, а Делоне это кто?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

  • Кочева Елена Алексеевна 01.04.13 в 13:48 #
    А взаимодействием между телами на молекулярном уровне это тепломассообмен или простая теплопередача?
    Ответить

    Обсуждение работ закрыто!

Обсуждение работ закрыто!