寒区村镇饮用水输配管道的保温防冻分析

摘要

位于严寒地区的村镇冬季水源温度较低，冬季冻土深度很大，管道埋深过浅，则管道内部容易发生冻结，埋深过大，则实际工程施工量很大。如何在保证冬季供水管道不发生冻胀的基础上，减小管道的埋深与工程经济投资，是本文需要解决的问题。本文针对以上问题，在分析了影响土壤温度场的不同因素，就适用于北方村镇的给水处理工艺，提出了合理的浅埋管道保温方案，以满足北方村镇冬季供水的要求。
　　首先本对寒区村镇进行实地调研，对大庆市林甸县的土壤温度与土壤导热系数进行了实测，确定了本文所研究村镇的用水量。通过对林甸县供水管道保温的调研发现，很多管道存在冬季冻胀冻裂的问题，借鉴部分城市管道浅埋的方式，提出管道浅埋的保温方式。
　　其次建立寒区埋地管道周围土壤温度场的计算方程，并讨论不同地表温度与土壤含水量的情况下，土壤温度场的变化。分析保温材料导热系数与保温层厚度对管道散热量的影响，这两项是对管道散热量影响很大的两项。管内水温对管道散热量影响也很大，但在本文中，管内水温很低，对管道的散热量影响不大，故不在分析范围内，保温层厚度方面：先通过测定保温材料的力学特性与保温特性，确定出保温材料的各项参数。管道埋深与保温材料的导热系数对保温层厚度的影响很大。随随着材质热导率的增加，所需的保温层厚度越大。在管道埋深较大时，管道埋深和管道外径对保温层厚度影响较大。在确定保温层厚度时，要从管道埋深，保温材料，管径等多方面考虑，以选择最合适的保温层厚度。
　　最后以林甸县某供水管道为原型，进行管道的保温设计。通过计算此地区冻土深度，以及地下水位高度，可以得到管道的埋设深度。并通过量及供水管道管径的计算，得到可行的保温方案。对比计算当管道浅埋加保温层以及管道埋在东土线以下的经济费用。

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第1章 绪 论

1.1 课题来源及研究的背景和意义

1.2 国内外的研究现状及分析

1.3 主要研究内容

第2章 村镇给水管道的保温防冻调研分析

2.1 村镇的定义与概况

2.2 林甸县气象资料的调研情况

2.3村镇用水量与管道保温情况的调研分析

2.4 其他地区给水管道浅埋方式的调研分析

2.5 本章小结

第3章 寒区埋地管道周围土壤温度场的确定

3.1 土壤温度场模型的建立

3.2 土壤温度场的影响因素分析

3.3 本章小结

第4章 管道保温材料的性能测定

4.1 保温材料力学特性的测定

4.2 保温材料保温性能的测试

4.3 保温材料的应用与选择

4.4 本章小结

第5章 浅埋管道保温材料及保温层厚度的确定

5.1 保温机理

5.2 管道热损失的影响因素分析

5.3 保温厚度的确定

5.4 管道保温模型的数值模拟分析

5.5 保温层的经济性计算

5.6 本章小结

第6章 工程实例分析

6.1 村镇输水管道系统

6.2 输水管道管径的确定

6.3 管道保温方式的确定

6.4 本章小结

结论

参考文献

声明

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