Способ определения радиуса промораживания грунта вокруг термоустановки Советский патент 1986 года по МПК E02D3/12 

1

Изобретние относится к строительству, а именно к возведению зданий и сооружений на основаниях, закрепленных методом замораживания или сохраняющих естественную мерзлоту.

Цель изобретения - снижение трудоемкости и повьшение точности определения .

На-чертеже изображена термоустановка, с помощью которой осуществляют способ, поперечный разрез.

Для определения радиуса промораживания в массиве грунта 1 устанавливают термоустановку, состоящую из испарителя 2 и конденсатора 3, снабженного вентилем 4. Мерзлый грунт 5 имеет радиус промораживания R, Вентиль предназначен для подсоединения манометра при измерении давления хладагента внутри термоустановки в определенный момент времени.

В зимний период происходит интенсивный те.плообмен между грунтом 1 и атмосферой посредством испарителя 2 и конденсатора 3 и образование мезлого грунта 5.с радиусом промораживания R.

(P -rJrcJW,-UlJPT С, Т,р . ,/ 9,6 RЧ, . ,.

А. FU

( Ч

exR

де г

время от начала промораживания, ч;

dC

температура хладагента при давлении Р;

коэффициент теплообмена между поверхностью конденсатора и воздухом, радиус термоустановки, м;

R радиус намораживаемого грунта, м;

г

объемньй вес скелета грунта,

СИ кгс/м;

W,

суммарная влажность грунта, доли единицы ;W, количество незамерзшей воды, доли единицы; теплота фазового превращения дж/кг;

обьемная теплоемкость грунта в талом состоянии, ДжЛС;

то же, в мерзлом состоянии, Дж/°С;

482

I При низких отрицательных температурах наружного воздуха ниже температуры грунта происходит кипение и испарение хладагента в испарителе 2.

В конденсаторе 3 на его внутренней поверхности пары хладагента конденсируются, превращаясь в пленку жид.кости, которая охлаждается через стенку холодным воздухом. Для каждого вида хладагента известна зависимость между давлением, температурой и обьемом по закону Менделеева-Клапейрона.

Согласно данному способу хладагент находится в замкнутом объеме, т.е. неизменном во времени. Поэтому с течением времени изменяется только давление насыщенных паров внутри системы в зависимости от температуры наружного воздуха, которое измеряют с помощью манометра. После замера давления определяют температуру по тарировочным переводным таблицам, графикам зависимости температуры от давления.

Радиус промораживания в условиях нестационарного теплообменаопределяют по формуле.

р

АмР„

А . F.,

R / Г„ / м «

ехр(-)-t;exp(-«-.)

.

6

Т - температура грунта. С;

F, площади поверхности соответственно конденсатора и испарителя, Лц - коэффициент теплопроводности мерзлого грунта, вТ/м С;

ti - знак интегрального логарифма.

Предельный радиус промораживания пределяют по формуле

t.

-- ) -

Гц - радиус термоустановки,м; . Дц - коэффициент теплопроводности мерзлого грунта, вТ/м.°С; tp - температура хладагента при

давлении Р;

оС - коэффициент теплообмена между поверхностью конденсатора; и воздухом, вТ/ : - температура воздуха, °С; ГУ - плотади поверхности соответственно конденсатора и и парителя , м , Формула изобретени Способ определения радиуса промо раживания грунта вокруг термоустано ки, включающий размещение в грунте испарителя с конденсатором и хладагентом, промораживание грунта, изме рение температуры среды с последующим определением радиуса промораживания по формуле, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения точнос ти определения, в процессе промораживания измеряют давление хладагенпо которому определяют его темтуру, а радиус промораживания считываютпо формуле „-late.Fy. -r exp г X() F, - --цскч. , r Гц - радиус термоустановки, м; Д,ц - коэффициент теплопроводности мерзлого грунта, tp - температура хладагента при давлении Р, °С; - коэффи1р1ент теплообмена между поверхностью конденсатора и воздухом, вТ/м1 С; t - температзгра воздуха, °С} Fy - площади поверх/тости соответственно конденсатора и испарителя, м .

Изобретение-относится к области строительства, а именно к возведению зданий и сооружений, с сохранением мерзлоты в основании. С целью снижения трудоемкости и повьшения точности определения параметров способ включает размещение в грунте испарителя с конденсатором и хладагентом, промораживание грунта и измерение давления хладагента в процессе промораживания с последующим определес нием его температуры и расчетом радиуса промораживания. 1 ил. (Л