Ибрагимов Э.В.

УДК 624.139:621.643

ИБРАГИМОВ ЭНВЕР ВАЛЕРЬЕВИЧ, аспирант,

enver_ibragimov1988@mail.ru

КРОНИК ЯКОВ АЛЕКСАНДРОВИЧ, канд. техн. наук, профессор,

jakronik@mail.ru

КУПЛИНОВА ЕВГЕНИЯ ВАЛЕРЬЕВНА, магистр,

kupich7@rambler.ru

Московский государственный строительный университет,

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, 26

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ  ИССЛЕДОВАНИЯ  ИННОВАЦИОННЫХ  КОНСТРУКЦИЙ  ПОЛОГОНАКЛОННЫХ  ТЕРМОСТАБИЛИЗАТОРОВ  ГРУНТА

Эффективным способом поддержания или усиления мерзлого состояния грунта является использование низких температур наружного воздуха с помощью парожидкостных термосифонов, называемых термостабилизаторами. При возведении зданий и сооружений, в том числе и резервуаров, с проектным решением полов по грунту при необходимости искусственного закрепления грунтов в условиях вечной мерзлоты целесообразно применять пологонаклонную систему термостабилизации грунтов. На сегодняшний день в конструкции таких термостабилизаторов грунта используются испарители с гладкой стенкой трубы. При использовании гладких труб в пологонаклонных термостабилизаторах хладон вытекает из конденсатора в виде сплошной пленки, а затем в испарителе формируется ручей с той же площадью поперечного сечения. Площадь «мокрой» зоны, где происходит наиболее интенсивный теплообмен, мал по сравнению с внутренней площадью трубы испарителя. Поэтому для интенсификации работы требуется увеличить зону смачивания. Использование новых покрытий внутри испарителей термостабилизаторов позволяет решить данную задачу, что существенно повышает теплопередающие характеристики и эффективность устройств. В настоящей работе проведен и проанализирован эксперимент по сравнению существующих и усовершенствованных конструкций пологонаклонных термостабилизаторов грунта. По результатам данных экспериментальных исследований испарители с внутренним капиллярным покрытием работают более эффективно, чем традиционные гладкие трубы испарителей парожидкостных термостабилизаторов грунта.

Ключевые слова: вечная мерзлота; замораживание грунтов; основания; фундаменты; термостабилизация; системы термостабилизаторов грунта; капиллярно-пористое покрытие.

Библиографический список

  1. Разработка и опыт устройства термостабилизаторов грунтов с помощью наклонно-направленного бурения / Э.В. Ибрагимов, Р.Г. Гамзаев, М.А. Андреев, И.А. Дорофеева // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2013. – № 2. – С. 21–24.
  2. Сравнительная оценка эффективности работы двухфазных термосифонов для термостабилизации грунтов в криолитозоне / С.И. Голубин, Р.М. Баясан, А.Д. Лобанов, Т.В. Баясан // Инженерные изыскания. – 2012. – № 8. – С. 71–76.
  3. Капиллярно-пористые покрытия на теплообменных элементах. – Условия доступа : http://www.gubkin.ru/faculty/mechanical_engineering/chairs_and_departments/Uchebn_nauch_proizv_centr_po_remontu/pulver/pulver1.php
  4. Лыков, А.В. Тепломассообмен: справочник / А.В. Лыков. – 2-е изд. – М. : Энергия, 1978. – 480 с.
  5. Исаченко, В.П. Теплопередача / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. – 3-е изд. – М. : Энергия, 1975. – 488 с.
  6. Дан, П.Д. Тепловые трубы: [пер. с англ.] / П.Д. Дан, Д.А. Рей. – М. : Энергия, 1979. – 272 с.

 ______________________________

ENVER V. IBRAGIMOV, Research Assistant,

enver_ibragimov1988@mail.ru

YAKOV A. KRONIK, PhD, Professor,

jakronik@mail.ru

EVGENYA V. KUPLINOVA, Magister,

kupich7@rambler.ru

Moscow State University of Civil Engineering

26, Yaroslavskoe Road, 129337, Moscow, Russia

EXPERIMENTAL  STUDIES  OF  INNOVATIVE  DESIGN  OF  SOIL  HEAT  STABILIZERS

The need for the application of innovative methods and devices to maintain subzero temperatures in frozen soils caused a significant increase in construction of industrial and civil buildings and in oil and gas industry within the Cryolithozone. Low ambient temperatures in maintaining or enhancing the frozen soil state is the efficient way to use vapor-liquid thermosiphons or heat stabilizers. While constructing the ground floor, it is advisable to use flat sloping soil heat stabilizers. Currently, evaporators with smooth pipe walls are used in such heat stabilizers that makes freon to flow out of the condenser in the form of a continuous film. A stream with the same cross-sectional area is then generated in evaporator. The «wet» zone with the most intensive heat exchange is smaller as compared to the inner area of evaporator. Therefore, it is advisable to increase the ‘wet’ zone. The use of new coatings inside evaporators of heat stabilizers can solve this problem that will significantly improve heat transfer characteristics and performance of devices. The paper presents the analysis and comparison between the existing and improved designs of flat sloping heat stabilizers. It is shown that evaporators with internal capillary coating are more efficient than conventional ones.

Keywords: permafrost; soil freezing; base; foundations; termostabilization; soil heat stabilizer; capillary-porous coating.

References

  1. Ibragimov E.V., Gamzaev R.G., Andreev M.A., Dorofeeva I.A. Razrabotka i opyt ustroistva termostabilizatorov gruntov s pomoshch'yu naklonno-napravlennogo bureniya [Soil development using directional drilling]. Soil Mechanics and Foundation Engineering, 2013. No. 2. Pp. 21–24. (rus)
  2. Golubin S.I., Bayasan R.M., Lobanov A.D., Bayasan T.V. Sravnitel'naya otsenka effektivnosti raboty dvukhfaznykh termosifonov dlya termostabilizatsii gruntov v kriolitozone [Comparison of two-phase thermosifons for heat stabilization of soils in Cryolithozone]. Engineering Surveys, 2012. No. 8.Pp. 71–76. (rus)
  3. Kapillyarno-poristye pokrytiya na teploobmennykh elementakh [Capillary-porous coating in heat exchange elements]. Available at : http://www.gubkin.ru/faculty/mechanical_engineering/chairs_and_departments/Uchebn_nauch_proizv_centr_po_remontu/pulver/pulver1.php
  4. Lykov A.V. Teplomassoobmen [Heat and mass transfer]. Spravochnik. Izd. 2. Moscow : Energiya, 1978. 480 p. (rus)
  5. Isachenko V.P., Osipova V.A., Sukomel A.S. Teploperedacha [Heat transfer]. Moscow : Energiya, 1975. 488p. (rus)
  6. Dann P.D., Reay D.A. Heat Pipes. Moscow: Energiya, 1979. 272 p. (transl. from Engl.)

Статья | (533 Кб)