Численное моделирование естественной аккумуляции теплоты в грунте при сезонном промерзании

М. С. Пурдин; А. Б. Гаряев

doi:10.34831/EP.2021.14.68.005

Численное моделирование естественной аккумуляции теплоты в грунте при сезонном промерзании

М. С. Пурдин, А. Б. Гаряев

Аннотация

Представлена методика численного моделирования теплообмена в грунте с промерзанием и оттаиванием при изменяющемся во времени граничном условии третьего рода на поверхности с учетом толщины снежного покрова. Приведены результаты расчета процессов теплообмена и формирования мерзлой области под поверхностью грунта в период с 1 сентября 2007 по 31 августа 2008 г. в г. Коломна, которые сопоставлены с метеорологическими данными о распределении температуры в грунте. Сделаны выводы о влиянии термического сопротивления снежного покрова и свойств грунта на теплообмен и глубину промерзания.

Ключевые слова

теплообмен в грунте; промерзание; вторичные источники энергии; аккумуляция теплоты

Полный текст:

PDF

Литература

Sarbu, I. Review on heat transfer analysis in thermal energy storage using latent heat storage systems and phase change materials / I. Sarbu, A. Dorca // Int. J. Energy Res. - 2019. - Vol. 43. - P. 29 - 64.

Дюкарев, Е. И. Влияние температуры воздуха и снежного покрова на характеристики сезонномерзлого слоя почвогрунтов / Е. И. Дюкарев // Криосфера Земли. - 2015. - № 3. - С. 45 - 51.

Tierney, G. L. Soil freezing alters fine root dynamics in a northern hardwood forest / G. L. Tierney, T. J. Fahey, P. M. Groffman, J. P. Hardy // Biogeochemistry. - 2001. - Vol. 56. - P. 175 - 190.

Stefan, J. Ьber die Theorie der Eisbildung, insbesondere ьber die Eisbildung im Polarmeere / J. Stefan // Ann. Phys. J. Chem. 1891. - Vol. 278. - No. 2. - P. 965 - 983.

Пурдин, М. С. Метод численного моделирования теплообмена в аккумуляторах теплоты с множеством фаз и свободным перемещением фазовых границ / М. С. Пурдин // Энергосбережение - теория и практика: Труды Десятой Международной школы-семинара молодых ученых и специалистов. - Курск: Изд-во ЗАО "Университетская книга", 2020. - С. 77 - 81.

Пурдин, М. С. Математическое моделирование теплообмена в аккумуляторах теплоты с фазовыми переходами / М. С. Пурдин, Н. М. Савченкова // Энергосбережение - теория и практика: Труды Девятой Международной школы-семинара молодых ученых и специалистов. - М.: Издательский дом МЭИ, 2018. - С. 121 - 125.

СНиП 2.01.01-82. "Строительная климатология и геофизика".

СП 11-105-97 "Инженерно-геологические изыскания для строительства".

СП 50.13330.2012 "Тепловая защита зданий".

Трофимов, В. Т. Грунтоведение / В. Т. Трофимов, В. А. Королев, Е. А. Вознесенский и др. - М.: Изд-во МГУ, 2005. - 1024 с.

СНиП 2.02.04-88. "Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах".

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2021.14.68.005