| 东北多年冻土区埋地输油管道周围温度场特征非线性分析 |
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| 引用本文： | 何树生,喻文兵,陈文国,余志峰,金会军. 东北多年冻土区埋地输油管道周围温度场特征非线性分析[J]. 冰川冻土, 2008, 30(2): 287-295 |
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| 作者姓名： | 何树生 喻文兵 陈文国 余志峰 金会军 |
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| 作者单位： | 中国科学院,寒区旱区环境与工程研究所,冻土工程国家重点实验室,甘肃,兰州,730000;中国石油天然气管道工程有限公司,河北,廊坊,065000;中国科学院,寒区旱区环境与工程研究所,冻土工程国家重点实验室,甘肃,兰州,730000;中国石油天然气管道工程有限公司,河北,廊坊,065000 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金 , 中国科学院知识创新工程项目 , 中国科学院"百人计划" |
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| 摘 要： | 为解决冻土区输油管道周围土壤的温度计算问题,根据考虑相变瞬态温度场的控制微分方程,应用Galerkin法推导出了二维温度场的有限元计算公式.以东北多年冻土区中俄原油管道工程为背景,根据该工程区的冻土条件和气候条件,应用该方法对温热型输油管道土壤温度场进行了计算预报与对比分析.结果表明:对于输送油温为15 ℃、直径为0.914 m以及管顶埋深为2.0 m的管道,在没有铺设保温材料情况下,管顶之上的土壤在管道运行的第1年就达到热平衡状态,同时土壤融化速率在第1年达到最大,随后4a时间里迅速减小,第5年后融化速率变化趋于稳定;管道运行一段时间后,管道周围的融化圈随冷暖季节的变化呈交替式的扩展;在管道运行30 a后,融深＞10 m,即管底下的融化层厚＞7 m,而在铺设5～8 cm的聚氨酯保温材料后,融深控制在3.08～3.88 m,即管底下融化层厚为0.2～1.0 m.因此,合理使用保温方法能有效防止冻土区管道冻害的发生,同时达到保护冻土环境的目的.
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| 关 键 词： | 多年冻土 输油管道 温度场 保温材料 融化圈 数值分析 |
| 文章编号： | 1000-0240(2008)02-0287-09 |
| 修稿时间： | 2007-09-13 |
Non-linear Analysis of Temperature Fields around the Buried Oil-pipeline in Permafrost Regions,Northeast China |
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| HE Shu-sheng,YU Wen-bing,CHEN Wen-guo,YU Zhi-feng,JIN Hui-jun. Non-linear Analysis of Temperature Fields around the Buried Oil-pipeline in Permafrost Regions,Northeast China[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2008, 30(2): 287-295 |
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| Authors: | HE Shu-sheng YU Wen-bing CHEN Wen-guo YU Zhi-feng JIN Hui-jun |
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