首页 > 资料专栏 > 经营 > 运营治理 > 其他资料 > 严寒地区农村供水管道保温浅埋可行性研究报告DOC

严寒地区农村供水管道保温浅埋可行性研究报告DOC

薇软国际
V 实名认证
内容提供者
热门搜索
资料大小:5342KB(压缩后)
文档格式:DOC
资料语言:中文版/英文版/日文版
解压密码:m448
更新时间:2020/7/5(发布于广东)

类型:金牌资料
积分:--
推荐:升级会员

   点此下载 ==>> 点击下载文档


文本描述
I 摘要 东北农村地区供水管网问题突出,冬季管线冻胀现象严重。如何解决管 线冻胀问题保证供水管网冬季运行安全可靠成为摆在工程技术人员和科学研 究人员面前棘手的难题。本文针对上述问题,提出了供水管网浅埋保温的技 术方法,保证管线冬季正常运行。 首先,本文对大庆肇源县进行实地调研,通过收集气象数据、现场勘查 记录、现场实测等手段,详细了解该地区的冬季气温变化情况、土壤温度场 情况和供水管线冻胀情况。针对该地区农村供水管道实际情况,立足于现有 施工技术条件,提出了管道浅埋保温技术方案。 其次,建立东北严寒地区供水管道热力学计算方程,分别计算土壤纵向 的温场变化规律和 0℃侵入土壤温度情况。通过计算在不同保温层厚度、不 同埋深深度和不同管内水流速条件下,管道保持不冻时间和管道末端水温降 大小从而确定管道最佳的保温层厚度,同时建立冻土层融冻圈模型,分析了 不同影响因素下融冻圈直径大小变化情况、以及浅埋保温供水管道热量传递 规律。通过 Fluent 模拟软件建立浅埋供水管道的温度场模型,分析不同埋深、 不同保温层厚度和不同供水管公称直径条件下,管网周围土壤温度场的情况, 验证理论计算的可行性与准确性。 最后,以实际供水管线为原型,建立保温浅埋管道试验平台,选取典型 管径管道、典型埋深进行实际实验,验证理论计算和模拟实验的正确性和可 靠性。通过对管网改造工程前后进行安全性评价分析,得到供水管道保温的 安全性指标,并进行对比分析,验证浅埋保温管道运行安全方面具有较好的 优越性。 通过理论计算、模拟分析以及实测检验总结得出如下结论,供水管道保 温浅埋技术在东北严寒地区相对于直埋技术具有一定的优势,适合地域经济 发展情况,可在东北严寒地区大力推广应用。 关键词,理论计算;融冻圈模型;软件模拟;实验测试;安全性分析Abstract II Abstract Problems in the water supply network in rural areas in Northeast China are enormous, and pipeline frost heave in winter are seriously bad. How to solve the issue of frost heaving in pipelines to ensure the safe and reliable operation of water supply pipe network in winter has become a difficult problem for engineers and scientific researchers. In view of the above problems, this paper proposes a technical method of shallow buried water supply pipe network insulation to ensure the normal operation of pipelines in winter. Next, the thermodynamic calculation equations of the water supply pipelines in the severe cold regions of northeast China were established to calculate the vertical temperature field variation regular pattern and the 0°C intrusion soil temperature. The optimal insulation layer thickness of the pipeline is obtained by calculating the length of the pipe without freezing and the temperature drop of the water at the end of the pipe under different insulated layer thicknesses, depths of depth, and water flow rates in the pipe. The freeze-thaw circle model was established to analyze the variation of the diameter of the freeze-thaw circle cryosphere under different influence factors, and the heat transfer regular pattern of the shallow buried water supply pipeline. The temperature field model of the shallow buried insulation water supply pipeline was established by Fluent simulation software to verify the conditions under the temperature field around the pipe network under different buried depths, different insulation layer thicknesses, different insulation materials and different nominal diameters of water supply pipes and prove verified feasibility and safety of theoretical calculation Finally, using the actual water supply pipeline as a prototype, a test platform was set up. And slect typical pipe diameters and typical buried depths to test and verify the correctness and reliability of the thermodynamic calculations and simulation experiments were verified. Then, the security evaluation of the pipe network before and after the project was carried out to obtain the safety indicators of the insulation of the water supply pipeline. And a comparative analysis was performed to verify the superiority of the operation safety of the shallow buried insulation pipe. Through theoretical calculation, simulation analysis and field test, it is proved吉林建筑大学工程硕士学位报告 III that the thermal insulation shallow buried technology of water supply pipelines in the severe cold regions of northeastern China has certain advantages over direct burial technology,in line with China's national conditions .And it is recommended for popularization and application in severe cold regions. Key words:theoretical calculation; freeze-thaw circle model; Software simulation experimental test; safety analysis目 录 IV 目 录 摘要 .....I Abstract ..II 第 1 章 绪 论 ........1 1.1 课题来源 ......1 1.2 课题研究的目的和意义 ...1 1.3 国外研究现状 ..2 1.4 国内研究现状 ..3 1.5 本文研究内容 ..4 第 2 章 供水管网调研分析及土壤热工测试 .6 2.1 调研考察情况 ..6 2.1.1 考察区气象、地理情况 ........6 2.1.2 供水量确定及供水情况介绍 ....6 2.1.3 调研区管网及地下水概况 ......9 2.2 现有供水管网冻胀问题调查 .......10 2.3 调研区冻土层土壤导热系数确定 ...12 2.3.1 经验公式法 ........12 2.3.2 实验测量法 ........15 2.3.3 不同深度下冻土层的温度特性 .17 2.3.4 调研区冻土特性分析 20 2.4 本章小结 .....22 第 3 章 保温管道热工理论与机理分析 ....24 3.1 传热学基本理论 ........24 3.2 保温层厚度相关计算公式 24 3.3 不同深度的土壤温度计算方法 .....26 3.3.1 0℃侵入土壤温度计算方法 ....26 3.3.2 管道轴线方向温度的确定 .....27 3.3.3 管道内水温降计算公式 .......28吉林建筑大学工程硕士学位报告 V 3.4 管道周围融冻圈模型的建立 .......28 3.4.1 融冻圈模型的建立 ..29 3.4.2 融冻圈直径计算 ....29 3.5 本章小结 .....30 第 4 章 浅埋保温供水管道热工计算分析 ..31 4.1 保温材料热力学性能测试研究 .....31 4.1.1 实验原理 .33 4.1.2 实验方法和结果 ....33 4.1.3 管道保温材料的选取和使用 ...34 4.2 传统管道埋设做法 ......35 4.3 浅埋保温管道保温层厚度计算公式 .35 4.3.1 保温管道土壤热阻系数分析 ...36 4.3.2 保温层厚度计算分析 38 4.3.3 管道内水温度降分析 43 4.3.4 总结分析 .47 4.4 融冻圈直径大小分析 ....48 4.4.1 管道保温层厚度与融冻圈直径关系 ......48 4.4.2 保温层外表面温度与融冻圈直径关系 ....50 4.4.3 熔融冻土导热系数与融冻圈直径关系 ....51 4.5 本章小结 .....53 第 5 章 浅埋供水管道保温模型数值模拟分析.......53 5.1 模拟软件介绍 .55 5.1.1 Gambit 前处理器介绍55 5.1.2 Fluent 求解器介绍 ..55 5.2 管道浅埋保温温度场模拟 55 5.2.1 模型的简化与条件假设 .......55 5.2.2 物理模型建立 ......55 5.2.3 数学模型 .56 5.2.4 网格划分 .58 5.2.5 边界条件设置 ......58 5.2.6 Fluent 求解器设置 ..59目 录 VI 5.3 模拟结果分析 .59 5.3.1 不同管径管道不同埋深深度下模型云图 ..59 5.3.2 分析总结 .63 5.4 本章小结 .....64 第 6 章 浅埋保温供水管道实验测试 ......66 6.1 保温浅埋管道实验测试 ..66 6.1.1 实验目的 .66 6.1.2 保温管道制作 ......66 6.1.3 实验方法及步骤 ....67 6.1.4 实验结果分析 ......68 6.2 本章小结 .....70 第 7 章 浅埋保温供水管道安全性分析 ....72 7.1 模糊评价法概述 ........72 7.2 浅埋供水管网安全性评价 72 7.3 本章小结 .....77 第 8 章 结论与展望 ..78