Страница 6: СН 510-78. Инструкция по проектированию сетей водоснабжения и канализации для районов распространения вечномерзлых грунтов (46412)

                                           (54)

                                           (55)

                                                                (56)

где v - коэффициент, зависящий от степени заполнения трубопровода (для напорных трубопроводов v = l); для самотечных трубопроводов, работающих неполным сечением, определяется по табл. 2;

К - коэффициент теплопередачи, Вт/(м°С), определяемый по формулам:

для трубопроводов без теплоизоляции

                                                                 (57)

где R0 - определяется по графику рис. 42 в зависимости от отношения

для трубопроводов с теплоизоляцией

                                                          (58)

где Rи - термическое сопротивление теплоизоляции трубопровода, м??С/Вт.

Таблица 2

Рис. 42. Номограмма для определения вспомогательной величины R0

12.42. При подогреве трубопровода электрическим кабелем, уложенным вдоль трубопровода, не рекомендуется полностью срабатывать талую зону грунта, окружающего трубопровод, даже во время аварий. За минимальную толщину слоя грунта сверху трубы принимается слой, равный по величине радиусу трубопровода (рис. 43).

Рис. 43. Схема для расчета талика вокруг трубопровода

1 - поверхность грунта; 2 - трубопровод; 3 - нулевая изотерма; 4 - талик

12.43. Температуру воды в трубопроводе, °С, необходимую для образования над верхней образующей трубы талика толщиной rн, надлежит определять по формуле

                                               (59)

где dн - наружный диаметр трубопровода, м.

12.44. Уравнение нулевой изотермы вокруг неизолированного трубопровода выражается зависимостью

                                        (60)

где Q - тепловые потери трубопровода при подземной прокладке, Вт/м;

??г - приведенный коэффициент теплопроводности грунта, Вт/(м°С);

                                            (61)

где y1 - расстояние от поверхности земли до верха талика, м, рис. 43;

х, у - координаты нулевой изотермы.

При x = 0, y1 = h - dн

                                             (62)

12.45. Тепловые потери трубопровода, для x = 0, y1 = h - dн равны, Вт/м,

                                                     (63)

12.46. Теплопроизводительность системы попутного электроподогрева Тг.к, Вт, надлежит определять исходя из расчетного дефицита тепла с учетом непроизводительных затрат, а при движении воды также с учетом увеличения теплосодержания воды:

Тг.к = QK1K2                                                        (64)

где K1 - коэффициент, учитывающий непроизводительные затраты тепла, выделяемого греющим кабелем;

K2 - коэффициент, учитывающий отклонение фактических тепловых потерь от расчетных за счет изменения мерзлотно-грунтовых условий по трассе, отметок заложения трубопровода, неравномерности уплотнения грунта при обратной засыпке.

Для нескальных грунтов следует принимать: K1 = 1,2; K2 = 1,1.

12.47. Необходимую минимальную температуру греющего кабеля следует определять по формуле

                                                      (65)

где dк - диаметр электрического кабеля, м;

??к - коэффициент теплопередачи кабеля в окружающую среду, Вт/(м2??°С).

12.48. При заданном напряжении силу тока J надлежит определять по формуле

                                                        (66)

где v - напряжение, подаваемое на греющий кабель, В;

Lк - длина кабеля, м.

12.49. Требуемое сопротивление греющего кабеля Rг.к, Ом/км, следует определять по формуле

                                              (67)

где э - температурный коэффициент электрического сопротивления греющего кабеля.

12.50. Расчетом следует определять глубину оттаивания грунта под водоводами и разводящими сетями по формулам (40), (41), (44), (45) и оттаивание грунта в горизонтальном направлении от оси трубопровода по формулам (46), (47).

12.51. Канализационные коллекторы и канализационные выпуски из зданий рассчитываются так же, как водоводы, разводящие сети и вводы системы водоснабжения.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ РАСЧЕТАХ

r - внутренний радиус трубы, м;

rн - наружный радиус трубы, м;

h - глубина заложения трубы (от поверхности грунта до ее оси), м;

l - длина расчетного участка трубопровода, м;

Нт - глубина оттаивания грунта, м;

Hм - глубина промерзания грунта, м;

Нс - толщина снежного покрова, м;

rи - радиус трубы с изоляцией, м;

??и - толщина теплоизоляции, м;

S - толщина слоя грунта, термическое сопротивление которого равно термическому сопротивлению изоляции, снега и т.п.; при наличии одновременно снега и теплоизоляции толщина слоя грунта S определяется по формуле

                                                     (68)

??т - коэффициент теплопроводности грунта в талом состоянии, Вт/(м×°С), определяемый по табл. 4;

??м - коэффициент теплопроводности грунта в мерзлом состоянии, Вт/(м??°С), определяемый по табл. 4;

??с - коэффициент теплопроводности снега, Вт/(м°С), определяемый по табл. 3;

??и - коэффициент теплопроводности теплоизоляции, Вт/(м×°С);

R0 - вспомогательная величина для вычисления термического сопротивления трубы, уложенной в грунт, определяемая по номограмме рис. 42;

Rи - термическое сопротивление кольцевой теплоизоляции трубопровода, м×°С/Вт;

v - скорость движения воздуха, м/с;

vв - скорость движения воды, м/с;

Ст - коэффициент теплоемкости талого грунта, кДж/(м3×°С), определяемый по табл. 4;

См - коэффициент теплоемкости мерзлого грунта, кДж/(м3×°С), определяемый по табл. 4;

t - температура жидкости, °С;

tн - температура жидкости в начале расчетного участка трубопровода, °С;

tк - температура жидкости в конце расчетного участка трубопровода, °С;

tв - температура воздуха, °С;

tг - расчетная температура грунта на глубине заложения трубопровода, °С;

t0 - среднегодовая температура грунта, °С;

q - теплота замерзания воды или таяния льда в 1 м3 грунта, кДж/м3 равная:

                                         (69)

Таблица 3

Значение коэффициента ??с

Таблица 4

Коэффициент теплопроводности грунта, Вт/(м°С)