Utafiti wa kitaaluma, lugha inayoeleweka

Verianla | Akademik Araştırmalardan Türkçe Ekonomi ve Bilim İçerikleri

27 Septemba 2026, Jumapili
VERİANLAUchapishaji huru wa sayansi
Fungua au funga menyu
...
Home / Sayansi Tumizi / Utafiti wa Nishati / Pazia Lililogandishwa Hufungwa Lini katika Ugandishaji Bandia wa Udongo? Uundaji wa Modeli na Ufuatiliaji wa Uwandani Unaotegemea Uwanda wa Halijoto
Utafiti wa Nishati

Pazia Lililogandishwa Hufungwa Lini katika Ugandishaji Bandia wa Udongo? Uundaji wa Modeli na Ufuatiliaji wa Uwandani Unaotegemea Uwanda wa Halijoto

Ugandishaji bandia wa udongo ni mbinu ya kihandisi inayotumika kuimarisha kwa muda udongo wenye maji na ulio dhaifu kimakanika, na kupunguza kuingia kwa maji ya chini ya ardhi katika eneo la uchimbaji.

26/07/2026  Veri Anla Imetazamwa mara 54
Pazia Lililogandishwa Hufungwa Lini katika Ugandishaji Bandia wa Udongo? Uundaji wa Modeli na Ufuatiliaji wa Uwandani Unaotegemea Uwanda wa Halijoto

Ugandishaji bandia wa ardhini ni mbinu ya uhandisi inayotumika kuimarisha kwa muda udongo unaobeba maji na dhaifu kimakanika na kupunguza uingiaji wa maji ya ardhini katika eneo la uchimbaji.Maji ya chumvi yenye joto la chini yanayosambazwa katika mabomba ya kugandisha huvuta joto kutoka kwa udongo unaozunguka, na kubadilisha maji ya vinyweleo kuwa barafu.Wakati maeneo yaliyogandishwa yanayokua karibu na mabomba ya karibu yanapoungana, pazia la ardhi lililogandishwa lenye upenyezaji mdogo na nguvu ya juu huundwa.

Utafiti huu unapendekeza kutumia muda wa uwanda wa joto ulioundwa wakati wa mpito wa awamu ya maji-barafu, badala ya kutathmini kufungwa kwa pazia lililogandishwa kwa kuangalia tu kizingiti maalum cha joto. muda wa uwanda wa halijoto kupendekeza kutumia muda huo. Watafiti waliunda modeli ya D2Q5 Lattice Boltzmann inayowakilisha joto fiche ndani ya entalpi jumla; walichunguza hali za ugandishaji wa bomba moja, mabomba mawili na mabomba mengi, kisha wakalinganisha modeli na halijoto za uwanjani kutoka mradi wa njia ya kuunganisha metro katika jiji la Kunming, China.

Kulingana na matokeo ya modeli, joto fiche linalotolewa wakati wa kugandisha maji hupunguza kwa kiasi kikubwa kiwango cha kupoa katika hatua ya katikati ya kugandisha, na kuunda kiwango cha halijoto kati ya takriban −1 na 0 °C.Wakati joto fiche halijazingatiwa, 20.Unene wa ukuta uliogandishwa kwa siku ulihesabiwa kuwa takriban 1,35 m;wakati joto fiche linajumuishwa, ni takriban 1,18 m.Kupuuza joto fiche kulisababisha takriban ukuaji wa ukuta ulioganda wa %14,4 zaidi katika mfano huu, na kufupisha muda uliokadiriwa wa kufungwa kutoka takriban siku za 25 hadi siku za 20.

Katika modeli iliyoboreshwa ya mirija mingi, pazia lililoganda linaloendelea la takriban unene wa 1,3 m na halijoto ya wastani ya −11,2 °C lilipatikana mwishoni mwa siku za 25.Katika uthibitisho wa sehemu, modeli ilifikia hali ya muundo wa unene wa 1,2 m katika siku za 42, huku vipimo vikionyesha kuwa ilifikia siku za 45.Kufikia wastani wa halijoto ya ukuta ulioganda wa −10 °C kulichukua siku za 38 katika modeli na siku za 40 katika sehemu.

Mgawo wa saa wa uwanda uliopendekezwa na watafiti \(\eta=t_p/t_c\) ni uwiano wa muda ambao halijoto inasalia katika safu ya mabadiliko ya awamu hadi jumla ya muda wa kuganda uliochunguzwa.Katika mifano ya nambari, imeripotiwa kuwa uwezekano wa kufungwa huongezeka kwa kasi \(\eta\) inapofikia takriban 0,40 katika eneo la ufuatiliaji wa ndani au kati ya bomba.Hata hivyo, thamani hii pekee sio kikomo mahususi cha usalama.Kigezo kulingana na matokeo ya utafiti yenyewe;Isotherm inayoendelea ya 0 °C inapaswa kutumiwa na unene wa ukuta uliogandishwa na halijoto ya uwanja karibu na muundo.

Kwa nini ugandishaji wa ardhi bandia unatumika?

Njia za uunganisho wa Metro, shafts, vichuguu na mashimo ya kina kirefu mara nyingi hupitia kwenye udongo uliojaa maji, wenye nguvu kidogo au huweza kupoteza utulivu wakati wa kuchimba.Katika njia ya kufungia ya ardhi ya bandia, mabomba ya kufungia chuma yanawekwa chini kwa vipindi vya kawaida.Kwa kuzunguka brine ya joto la chini kupitia mabomba, joto hutolewa kwa kuendelea kutoka kwenye ardhi inayozunguka.

Maji kwenye vishimo vya ardhini yanapoganda:

  • Chembe za udongo hupata nguvu za mitambo kwa muda kwa kushikamana na barafu.
  • Upenyezaji wa majimaji umepunguzwa sana.
  • Ukuta uliogandishwa usiopitisha maji au pazia huunda kuzunguka eneo la uchimbaji.
  • Uchimbaji wa chini ya ardhi unaweza kufanywa kwa njia iliyodhibitiwa zaidi.

Usalama wa njia inategemea maeneo yaliyogandishwa ambayo yanaunganishwa kwa kila mmoja na kufikia unene wa ukuta unaohitajika katika muundo.Uundaji wa maeneo ya baridi karibu na mabomba ya kufungia peke yake haitoshi.Sehemu za moto kati ya mabomba ya jirani lazima zitoweke, isotherm ya 0 °C lazima iendelee na unene unaohitajika lazima utolewe katika pazia lote.

Kwa nini ni vigumu kubaini kufungwa kwa pazia lililogandishwa?

Katika programu za uga, tathmini ya kufungwa mara nyingi inategemea halijoto katika maeneo ya ufuatiliaji, viwango maalum vya halijoto, sauti za majaribio au unene uliokokotolewa wa ukuta uliogandishwa.Hata hivyo, kipimo kimoja cha joto hakionyeshi kila wakati mabadiliko ya awamu yanatokea.

Kwa mfano, sehemu ya ufuatiliaji inaweza kubaki karibu na 0 °C kwa muda mrefu.Kwa mtazamo wa kwanza, hali hii inaweza kufasiriwa kama kufungia bila kuendelea.Kwa kweli, sehemu kubwa ya nishati ya kupoeza inayotolewa kutoka kwa mazingira hutumika kuondoa joto lililofichika linalotolewa wakati maji ya kioevu yanapogeuka kuwa barafu, badala ya kupunguza halijoto.

Kwa hiyo, katika utafiti, joto sio tu thamani inayofikia, lakini pia mabadiliko ya awamu mbalimbali. ni muda gani umesalia pia inachukuliwa kama kiashiria cha maendeleo ya pazia iliyohifadhiwa.

Je, joto lililofichwa hutengenezaje uwanda wa halijoto?

Halijoto ya ardhini inapokaribia kiwango cha kuganda kutoka kwenye joto asilia la awali, joto la busara huondolewa kwanza na halijoto hushuka kwa kasi.Wakati maji ya pore huanza kufungia, usawa wa nishati hubadilika.Joto la latent iliyotolewa wakati wa mpito wa maji kutoka kwa awamu ya kioevu hadi awamu imara lazima pia kuondolewa na mfumo wa baridi.

Mchakato huu unaunda hatua tatu za kimsingi:

  1. Tulia kwa mara ya kwanza: Joto hupungua kwa kasi, hakuna mabadiliko makubwa ya awamu yanayotokea bado.
  2. Mabadiliko ya awamu na eneo la joto: Halijoto hubadilika polepole katika masafa ya takriban −1 hadi 0 °C;Sehemu kubwa ya nishati iliyoingizwa hutumiwa kwenye joto la siri.
  3. Kupoeza baada ya kuganda: Mabadiliko ya awamu yanapokamilika kwa kiasi kikubwa, halijoto hushuka kwa kasi tena.

Uwanda wa tambarare si lazima uwe mstari wa mlalo kikamilifu.Inaweza kuonekana kama eneo la joto la chini la mteremko kutokana na maudhui ya maji ya udongo, kiwango cha kufungia, umbali kutoka kwa bomba, na ushawishi wa mabomba ya jirani.

Upitishaji wa joto na mabadiliko ya awamu yamefanyiwaje modeli?

Mtiririko wa joto katika udongo unaonyeshwa na sheria ya Fourier:

\[ \mathbf{q}=-k\nabla T \]

  • \(\mathbf{q}\): Vekta ya mtiririko wa joto, W/m²,
  • \(k\): Ubadilishaji joto wa ardhi, W/(m·K),
  • \(\nabla T\): Kiwango cha halijoto, K/m au °C/m.

Upitishaji joto wa muda mfupi na mabadiliko ya awamu hufafanuliwa na mlinganyo ufuatao wa uhifadhi wa nishati:

\[ \rho C_p\frac{\partial T}{\partial t} = \nabla\cdot(k\nabla T)+S_i \]

  • \(\rho\): Uzito wa udongo, kg/m³,
  • \(C_p\): Uwezo mahususi wa joto, J/(kg·K),
  • \(S_i\): Muda wa joto uliofichwa unaotokana na mabadiliko ya awamu ya barafu.

Katika utafiti, joto la busara na lililofichika limeunganishwa kuwa enthalpy jumla:

\[ H=C_pT+\phi L \]

  • \(H\): Jumla ya enthalpy kwa uzito wa kitengo, J/kg,
  • \(\phi\): Uwiano wa maji ya kioevu,
  • \(L\): Joto lililofichika la mabadiliko ya awamu ya barafu, J/kg.

Muda wa chanzo cha joto kilichofichika:

\[ S_i=\rho L\frac{\partial\phi}{\partial t} \]Imetolewa kama

Katika mbinu hii, mpaka wa maji ya barafu unaosonga hauhitaji kufuatwa kijiometri katika kila hatua ya wakati.Mabadiliko ya uwiano wa kioevu huhamishiwa kwenye mlingano wa nishati kupitia neno la enthalpy na chanzo.

Modeli ya D2Q5 Lattice Boltzmann hufanyaje kazi?

Watafiti walitumia muundo wa kimiani wa D2Q5, ambao ni wa pande mbili na una maelekezo matano ya kasi ya kipekee, kutatua eneo la halijoto.Kasi tofauti zina mwelekeo wa kusimama na mielekeo minne ya mhimili:

\[ \mathbf{e}_i= \begin{cases} (0,0), & i=0\\ c\left( \cos\left[\frac{(i-1)\pi}{2}\right], \sin\left[\frac{(i-1)\pi}{2}\right] \right), & i=1,2,3,4 \end{cases} \]

Mchakato wa mgongano na uenezi wa kazi ya usambazaji wa halijoto:

\[ f_i(\mathbf{x}+\mathbf{e}_i\Delta t,t+\Delta t)-f_i(\mathbf{x},t) = -\frac{1}{\tau} \left[ f_i(\mathbf{x},t)-f_i^{eq}(\mathbf{x},t) \right] +S_i \]Iko katika umbizo

.

  • \(f_i\): Kitendakazi cha usambazaji wa halijoto katika mwelekeo i,
  • \(f_i^{eq}\): Kitendakazi cha usambazaji wa usawa,
  • \(\tau\): Wakati wa kupumzika,
  • \(S_i\): Chanzo cha joto kilichofichika kimebadilishwa kuwa vitengo vya kimiani.

Chaguo za kukokotoa za usambazaji wa usawa:

\[ f_i^{eq}=\omega_iT \]Inafafanuliwa kama

Athari ya joto iliyofichwa ni:

\[ S_i=\omega_i\frac{\partial H}{\partial t} \]Iliongezwa kwa mlinganyo wa usambazaji na usemi

PDF inaonyesha kuwa katika matumizi ya nambari, mabadiliko ya enthalpy yanarekebishwa na uwezo wa joto wa volumetric na kubadilishwa kuwa chanzo sawa cha joto;lakini maelezo kamili au msimbo wa utekelezaji wa urekebishaji huu haujatolewa.

Mlinganyo wa makroskopu uliopatikana na upanuzi wa mizani mingi wa Chapman-Enskog:

\[ \frac{\partial T}{\partial t} = \alpha \left( \frac{\partial^2T}{\partial x^2} + \frac{\partial^2T}{\partial y^2} \right) +S_i \]

na uhusiano wa mgawo wa uenezaji wa mafuta:

\[ \alpha=c_s^2(\tau-0.5)\Delta t \]

\(c_s^2=0.5\) imekubaliwa kwa mfano D2Q5.

Ni mawazo gani ya kimwili yanatumika katika modeli?

Ili kupunguza gharama ya kukokotoa, mawazo yafuatayo yanafanywa:

  • Ardhi ni sawa na isotropiki.
  • Sifa za joto ni sawa katika anga ndani ya kikoa cha uhasibu.
  • Maji yanayotiririka chini ya ardhi na uhamaji wa unyevu hupuuzwa.
  • Inakubaliwa kuwa uhamisho wa joto hutokea hasa kwa upitishaji.
  • Joto la uso wa bomba la kuganda ni thabiti katika mchakato wote.
  • Uendeshaji wa joto, msongamano na joto maalum huchukuliwa mara kwa mara katika kila hatua ya hesabu.
  • Mfumo umeundwa kwa vipimo viwili katika ndege ya sehemu ya msalaba ya mabomba.

Ingawa mawazo haya yanafanya kielelezo kutumika, hayajumuishi mabadiliko ya tabaka katika uwanja halisi, athari za pande tatu kwenye mhimili wa bomba, usafiri wa maji chini ya ardhi, kupanda kwa barafu, mabadiliko ya mkazo na tabia ya kupoeza mara kwa mara.

Kikoa cha ukokotoaji na masharti ya mipaka yamefafanuliwaje?

Katika sehemu ya mbinu ya PDF, kwanza eneo la pande mbili la 5 × 5 m na mipaka ya halijoto isiyobadilika imefafanuliwa kwenye kingo za nje. Katika sehemu inayofuata ya masharti ya awali na ya mipaka, kingo za nje za uga wa 15 × 15 m zinatolewa kwa njia ya adiabatically:

\[ \frac{\partial T}{\partial n}=0 \]

Mfano bora wa bomba nyingi pia hutumia eneo la 9 × 9 m. Inawezekana kwamba hizi ni za matukio tofauti; Hata hivyo, PDF hailingani kiutaratibu ni kikomo kipi cha nje kinatumika katika matokeo gani kwa visa vyote.

Katika uthibitishaji wa eneo la Kunming, halijoto ya awali ya ardhini ilichukuliwa kama 15 °C, na joto la uso wa bomba la kuganda lilichukuliwa kama −25 °C. Katika uchanganuzi mwingi ulioboreshwa wa bomba moja, mbili na nyingi, halijoto ya bomba ni −30 °C.

Uchunguzi wa kutotegemea wavu unaonyesha nini?

7 ya PDF. Kielelezo 1 kwenye ukurasa kinalinganisha maazimio manne ya matundu:

MtandaoIdadi ya visandukuMuda uliokadiriwa wa kufungwaGharama ya kukokotoa jamaa
Mesh-121.00027,6 siku1,0
Mesh-238.00028,4 siku2,8
Mesh-356.00028,6 siku6,6
Mesh-481.00028,7 siku15,0

Kwa kuwa tofauti ya muda wa kufunga kati ya Mesh-3 na Mesh-4 iko chini ya %1, Mesh-3 yenye seli ya 56.000 ilichaguliwa.Grafu inaonyesha kwamba muda wa CPU unaohitajika kukokotoa muda wa siku moja wa kimwili umeongezeka kutoka takriban sekunde 3,2 × 10² hadi 4,8 × 10³ sekunde.

Hata hivyo, muundo wa uthibitishaji wa uga unatumia mtandao tofauti usio wa kawaida na takriban seli za 25.000 za ukubwa wa seli 0,05 m karibu na mabomba na 0,2 m katika maeneo ya mbali.Imebainika kuwa uboreshaji zaidi wa mtandao huu wa pili hubadilisha matokeo chini ya %1, lakini jinsi tafiti mbili za uhuru wa mtandao zimeunganishwa haijafafanuliwa kwa undani.

Je, eneo la halijoto hukua vipi katika kuganda kwa bomba moja?

Katika modeli ya bomba moja, bomba la chuma lenye kipenyo cha nje 108 mm na unene wa ukuta wa 8 mm liliendeshwa kwa −30 °C, 25 siku nzima.Karatasi ya data ya 9.Mtaro wa halijoto kwenye ukurasa unaonyesha takriban pete zenye umakini.

WakatiEneo la halijoto ya chini limeripotiwa katika maandishi0 °C isotherm iliyoripotiwa katika maandishi
4 siku−10 eneo la msingi chini ya takriban °C. 0,3 mHakuna thamani tofauti ya nambari iliyotolewa
12 sikuTakriban radius ya joto la chini. 0,8 mTakriban. 1,2 m
25 sikuTakriban radius ya joto la chini. 1,5 mTakriban. 2,1 m

Eneo lililogandishwa hupanuka kwa muda, lakini kasi ya maendeleo hupungua polepole kutokana na ongezeko la umbali wa uhamishaji joto na joto fiche la mabadiliko ya awamu.

Katika jedwali la majibu kwenye ukurasa huo huo, thamani 10 0,73 m kwa siku na 25 1,15 m kwa siku zinaonyeshwa kwa sehemu ya mbele ya barafu iliyofafanuliwa na 0 °C.Ongezeko kati ya maadili haya mawili ni takriban %57,5;%73 iliyoandikwa katika maandishi haioani na ongezeko na 25 haioani na takriban thamani ya m ya kila siku ya 2,1.Kwa hivyo, matokeo ya kipenyo cha bomba moja yanapaswa kuthibitishwa dhidi ya faili za hesabu za waandishi kabla ya kuchapishwa.

Halijoto ya bomba na upitishaji joto wa udongo huathirije radiusi ya kuganda?

Katika uchanganuzi wa mabadiliko ya udhibiti, hali ya marejeleo ni siku ya 25, −30 °C ya joto la bomba na 1,25 W/(m·K) upitishaji joto wa ardhini.

  • Imeripotiwa kuwa radius ya kuganda ya 25 huongezeka kutoka takriban 1,8 m hadi 2,4 m wakati joto la bomba linapunguzwa kutoka −20 °C hadi −40 °C.
  • Mgawo wa unyeti uliorekebishwa wa halijoto ya bomba ni 0,82.
  • Wakati conductivity ya mafuta ilipoongezeka kutoka 1,0 hadi 1,5 W/(m·K), radius iliongezeka kutoka takriban 1,9 m hadi 2,3 m.
  • Mgawo wa unyeti kwa upitishaji joto ni 0,48.

Kulingana na tafsiri ya utafiti, joto la bomba lina athari kubwa zaidi kwenye radius ya kufungia ya bomba moja kuliko upitishaji wa joto katika safu iliyosomwa.Hata hivyo, kwa kuwa mizani ya mlalo na wima ya Kielelezo 3 husika haiwiani kikamilifu na maadili katika maandishi, ni salama kusoma matokeo haya katika kiwango cha mwenendo.

Nishati ya baridi huunganishwaje katika ugandishaji wa mabomba mawili?

Katika modeli ya bomba mbili, umbali kati ya mabomba ni 1,5 m na joto la bomba ni −30 °C.Siku ya kwanza, mashamba ya joto karibu na mabomba mawili ni takriban ya kujitegemea.Siku ya nne, isotherms kati ya mabomba huanza kubadilisha sura.Siku ya ishirini na tano, eneo la waliohifadhiwa la elliptical huunda karibu na mabomba mawili.

25 kwa siku inayofanya kazi:

  • Joto kuu kati ya mabomba takriban −12,8 °C,
  • Urefu mkubwa zaidi wa eneo lililoganda ni kama 3,5 m,
  • Upana mkubwa zaidi umeripotiwa kuwa takriban 2,2 m.

Matokeo haya yanaonyesha kwamba uga wa bomba mbili sio tu jumla ya kijiometri ya sehemu mbili za halijoto;Inaonyesha kwamba mkusanyiko mkubwa wa nishati ya baridi hutokea kati ya mabomba.

Uwanda wa halijoto hutokea wapi kati ya mabomba mawili?

Pointi tatu za uwakilishi zinatumika kuzunguka mabomba mawili:

KipindiMahali10.siku25.sikuTabia
ANje ya bomba la kushoto, hadi bomba 0,30 m−8,2 °C−15,6 °CKupungua kwa taratibu;hakuna uwanda wazi
BKatikati ya mabomba mawili;0,75 m kwa bomba−1,2 °C−12,8 °CNyanda muhimu kati ya siku takriban 7-12
CNje ya bomba la kulia, hadi bomba 0,30 m−8,0 °C−15,4 °CKupungua kwa taratibu;hakuna uwanda wazi

Pointi B iko chini ya ushawishi wa kupoeza kutoka kwa bomba zote mbili.Hapa, kiasi kikubwa cha ardhi kilipoingia kwenye mabadiliko ya awamu, kutolewa kwa joto lililofichwa kulidhihirika na halijoto ilibadilika polepole kwa muda, karibu −1 na 0 °C.Ingawa maandishi ya utafiti yanatoa muda wa uwanda kama takriban siku 10-15, utiaji kivuli kwenye Kielelezo 5 unaonyesha muda kama takriban siku 7-12.

Pazia lililogandishwa la mabomba mengi limekuaje?

Katika modeli ya bomba nyingi iliyoboreshwa, bomba la kugandisha la 12 linawekwa katika umbo la pete karibu na uwazi ulio katikati ya eneo la 9 × 9 m.Umbali kati ya mabomba ni 1,5 m, kipenyo cha nje ni 108 mm na halijoto ya bomba ni −30 °C.

WakatiMaendeleo katika uwanja wa joto
1 sikuInajitegemea, takriban maeneo ya baridi ya duara huunda karibu na kila bomba.
10 sikuSehemu za joto za mabomba ya jirani huanza kuingiliana na kuunda viunganisho vya umbo la feni pamoja na kamba ya bomba;Pazia bado halijafungwa kabisa.
25 sikuKanda zilizogandishwa hupanua ndani, na kutengeneza pazia linaloendelea, lenye umbo la pete.

Unene wa pazia lililogandishwa lililopatikana siku ya ishirini na tano ni takriban 1,3 m, na joto lake la wastani ni takriban −11,2 °C.Karatasi ya data ya 12.Ramani za halijoto kwenye ukurasa huu zinaonyesha kuwa pete za bomba za mtu binafsi ziliungana kwa muda hadi katika eneo la halijoto la chini linalozunguka mwanya huo.

Kwa nini ndani na nje ya pazia kuna tabia tofauti?

Vifundo vya sakafu ya ndani vinaathiriwa na athari ya kupoeza ya bomba zaidi ya moja kuja pamoja katika eneo moja.Kwa nje, nishati ya baridi huenea juu ya eneo pana.Maadili yaliyoripotiwa katika utafiti ni kama ifuatavyo:

WakatiUpande wa ndaniNje
10 sikuTakriban. 2,3 °CTakriban. 6,8 °C
20 sikuPlateau kati ya takriban 0 na −1 °CInapoa hadi karibu 0 °C
25 sikuTakriban. −18,5 °CTakriban. −3,2 °C

Imeelezwa kuwa uwanda wa upande wa ndani ulidumu takriban siku 12, na wa upande wa nje takriban siku 4-6. Hata hivyo, kauli kwamba uwanda ulianza siku ya 20 na kudumu siku 12 haiendani kikamilifu kwa wakati na taarifa kwamba sehemu hiyohiyo ilishuka hadi −18,5 °C siku ya 25. Wakati wa kuanza kwa uwanda au maana ya kauli ‘kuwa ndani ya uwanda siku ya 20’ inapaswa kufafanuliwa.

Je, utupu na hali maalum za kijiolojia zinawezaje kubadilisha matokeo?

Utafiti unajadili athari za mashimo ya chini ya ardhi yaliyofungwa kulingana na masimulizi ya awali.Wakati mabomba ya kufungia ni nje ya cavity, athari ya kuhami ya cavity inaweza kusababisha nishati ya baridi kujilimbikiza katika maeneo fulani.Imeelezwa kuwa wakati mabomba yanapo ndani ya cavity, tofauti zinazozidi 0,8 m zinaweza kutokea kati ya unene wa ukuta uliohifadhiwa katika mwelekeo tofauti wa kukata cavity.

Tathmini hii inaonyesha kwamba modeli ya ardhi yenye usawa inaweza isitoshe katika maeneo yenye mapungufu, hitilafu au mabadiliko makubwa ya tabaka.Hata hivyo, hakuna majaribio mapya, jiometri ya kina, au jedwali za matokeo huru zinazowasilishwa katika PDF kwa matukio haya maalum.

Njia ya kuunganisha metro ya Kunming imepangwaje?

Muundo huo umelinganishwa na mradi wa kifungu cha kiungo cha metro huko Kunming.Ardhi ilielezewa kuwa udongo wa matope.

Kigezo cha shambaThamani
Maudhui ya maji%28
Msongamano wa asili1,9 g/cm³
Uwiano tupu0,72
Idadi ya mirija ya kuganda20
Kipenyo cha nje cha bomba108 mm
Unene wa ukuta wa bomba8 mm
Umbali kati ya mabomba1,08 m
Sanifu unene wa ukuta uliogandishwaAngalau 1,2 m
Tengeneza wastani wa halijoto−10 °C au chini zaidi
Jumla ya kipindi cha kufungia kilichopangwa45 siku

Jumla ya vituo vya ufuatiliaji wa halijoto 16 vimewekwa kwenye pete nne.Pointi ni 0,3, 0,6, 0,9 na 1,2 kwa umbali wa m nje ya pete ya bomba.Sensorer zilitumika katika pande nne tofauti kwa kila umbali.

Kielelezo 9 kinaonyesha kwamba njia ya kuunganisha ni takriban 2,50 m upana na 2,75 m juu, na mabomba yanawekwa kwenye radius ya takriban 4,5 m kutoka katikati.Vile vile, kipenyo cha nje cha pete ya bomba la kufungia kimeandikwa 13,0 m.Lebo ya 4,5 m kipenyo na lebo ya kipenyo cha 13,0 m hailingani kijiometri na vipimo vya umbo vinahitaji kuthibitishwa.

Je, ni sifa gani za msingi katika modeli ya uthibitishaji?

Hali ya ardhiKiwango cha halijotoMsongamanoUendeshaji wa jotoJoto mahususiJoto lililofichika
Haijagandishwa>0,5 °C1.900 kg/m³1,25 W/(m·K)1.850 J/(kg·K)Haijatekelezwa
Eneo la mabadiliko ya awamu−0,5 hadi 0,5 °C1.900-1.520 kg/m³1,25-2,30 W/(m·K)1.850-1.560 J/(kg·K)93,5 kJ/kg
Iliyogandishwa<−0,5 °C1.520 kg/m³2,30 W/(m·K)1.560 J/(kg·K)Haijatekelezwa

Thamani katika safu ya mabadiliko ya awamu zimebadilishwa na ukalimani wa mstari.Katika muundo wa shamba, halijoto ya uso wa bomba ni −25 °C, uwezo wa kupoeza ni 120 kW, kiwango cha mtiririko wa brine ni 80 m³/saa, na hatua ya nambari ni sekunde 0,1.Jumla ya siku za 45 ziliigwa na sehemu za halijoto zilirekodiwa katika vipindi vya kila siku.

Je, uwanja wa halijoto unalingana vizuri na uwanja katika siku ya ishirini na tano?

15 ya PDF.Kielelezo 10, 25 kwenye ukurasa.Inalinganisha sehemu ya joto ya nambari kwa siku na uwanja ulioingizwa kutoka kwa sensorer za shamba.

Kiashiria cha uthibitishajiHitimisho
Uigaji wastani wa halijoto−8,6 °C
Upimaji wastani wa halijoto−8,2 °C
Tofauti ya wastani0,4 °C
Hitilafu ya jamaa%4,9
Maana ya kosa kabisa0,51 °C
Hitilafu ya mraba ya maana ya mizizi0,82 °C
Hitilafu kubwa kabisa0,8 Chini ya °C
Mgawo wa uamuziR² = 0,95

Hitilafu imetolewa kama takriban %2,2 katika eneo 0,3 m mbali na pete ya bomba, na takriban %5,9 katika eneo 1,2 m mbali na mpaka wa nje wa pazia ulioganda.Ingawa muundo huu huzalisha umbo la jumla la isothermu na msingi wa halijoto ya chini, ramani ya sehemu huonyesha maeneo ya upoaji wa ndani wenye nguvu na dhaifu katika pande fulani.Watafiti wanahusisha tofauti hii na heterogeneity ya udongo na mawazo ya mfano.

Je, mikunjo ya halijoto ya vituo vya ufuatiliaji inaonyesha nini?

Pointi T2, T6, T10 na T14 ni 0,3, 0,6, 0,9 na 1,2 m mbali na pete ya bomba, mtawalia.Karatasi ya data ya 16.Graphics kwenye ukurasa zinaonyesha modeli na kipimo cha shamba pamoja katika hatua tatu.

KipindiUmbaliMuda wa Plateau umetolewa kwenye takwimuMaana ya kosa kabisa
T20,3 mHakuna lebo ya wazi ndefu0,2 °C
T60,6 mTakriban siku 100,2 °C
T100,9 mTakriban siku 110,3 °C
T141,2 mTakriban siku 140,4 °C

Imeandikwa katika maandishi kwamba uhakika T6 unabaki katika safu −1 hadi 0 °C kwa takriban siku nane;Katika maelezo kwenye takwimu, takriban siku ya 10 imeelezwa.Hii inaonyesha kuwa kigezo cha halijoto au mteremko ambacho huamua mwanzo na mwisho wa kipindi cha uwanda wa juu hakifafanuliwa wazi.

Katika hatua ya awali, uigaji wa T2 ulitoa takriban −5,8 °C, kipimo kilitoa takriban −5,5 °C.Katika hatua ya mwisho, uigaji wa maandishi wa T2 unaripoti −14,5 °C, kipimo kama −14,1 °C.28 kwenye takwimu.Lebo ya siku inaonyesha thamani hizi kwa mpangilio wa kinyume, takriban −14,1 na −14,5 °C.Ingawa ni ndogo, ulinganifu huu wa maandishi ya lebo unapaswa kuangaliwa kabla ya kuchapishwa.

Je, unene wa ukuta uliogandishwa na wastani wa halijoto ulifikia kikomo cha muundo lini?

Hali ya muundoUigajiKipimo cha shambaTofauti ya wakati
Unene wa ukuta uliogandishwa 1,2 m42 siku45 siku3 siku;Kuhusu %6,7
Wastani wa halijoto −10 °C38 siku40 siku2 siku;Kuhusu %5,0

Matokeo haya yanaonyesha kwamba mtindo unatabiri wakati wa kufikia viashiria vya kubuni na tofauti ya siku kadhaa.Kwa upande mwingine, takriban kufungwa kwa kila siku kwa 25 kumeripotiwa katika muundo bora wa bomba la 12 na kiwango cha juu cha muundo wa kila siku cha 40-45 cha mradi wa shamba hauwakilishi hali sawa.Idadi ya mabomba, nafasi, jiometri ya shamba, joto la awali, joto la bomba na vigezo vya tathmini ni tofauti.

Je, matokeo hubadilika kwa kiasi gani wakati joto lililofichika limepuuzwa?

Katika utafiti, kesi mbili linganishi ziliundwa ambapo masharti mengine yote yaliwekwa sawa:

  • Kesi A: Uendeshaji wa joto tu;hakuna joto la chini.
  • Kesi B: Kuna mabadiliko ya awamu ya barafu na joto fiche kwa njia ya enthalpy.
KiashiriaHakuna joto lililofichikaKuna joto fiche
20.unene wa ukuta waliohifadhiwa kwa sikuTakriban. 1,35 mTakriban. 1,18 m
Muda uliokadiriwa wa kufunga paziaTakriban siku 20Takriban siku 25
Uwanda wa jotoHaitokeiHutokea kati ya takriban −1 na 0 °C

Kupuuza joto lililofichika 20.Unene kwa siku ulikuwa takriban %14,4 juu.Kwa mtazamo wa uhandisi, tofauti hii ni muhimu;kwa sababu hesabu ambayo haizingatii mabadiliko ya awamu inaweza kuhitimisha kuwa pazia imefungwa kabla ya kuunda kweli.

Ni mlinganyo upi unaopendekezwa kwa muda wa kufunga pazia uliogandishwa?

Utafiti ulionyesha uhusiano wa kufunga wakati na jiometri ya bomba, tofauti ya hali ya joto, mali ya ardhini na nguvu nzuri ya kupoeza na utendaji wa jumla ufuatao:

\[ t_c=f(S,\Delta T,f_\omega,k,C_p,r,d,q_{\mathrm{eff}},L) \]

Mlinganyo wa utabiri wa vitendo ni:

\[ t_c= \delta \left[ \frac{\rho SrdC_p\Delta T}{q_{\mathrm{eff}}} \right] \left[ 1+ \beta \frac{f_\omega L}{C_p\Delta T} \right] \]

ni kama ifuatavyo.

  • \(t_c\): Wakati wa kufunga pazia uliogandishwa,
  • \(\delta\): Mgawo wa kusahihisha wa kina, 0,62,
  • \(\rho\): Uzito wa udongo, kg/m³,
  • \(S\): Umbali kati ya mabomba ya kuganda, m,
  • \(r\): Kipenyo cha athari ya kuganda kwa bandia, m,
  • \(d\): Unene wa ukuta uliogandishwa, m,
  • \(C_p\): Joto maalum la udongo, J/(kg·K),
  • \(\Delta T\): Tofauti ya joto la barafu, K au °C,
  • \(q_{\mathrm{eff}}\): Nguvu ya ndani yenye ufanisi ya kupoeza, W,
  • \(\beta\): Mgawo wa ushawishi wa joto uliofichwa, 0,85,
  • \(f_\omega\): Sababu ya maji ya udongo,
  • \(L\): Joto lililofichika la mabadiliko ya awamu ya barafu, J/kg.

Mabano ya pili yanawakilisha ucheleweshaji wa joto uliofichika.\(q_{\mathrm{eff}}\) sio jumla ya nguvu iliyokadiriwa ya kituo cha kupoeza, kama vile 120 kW.Ni nguvu ya ndani inayofanya kazi kwenye sehemu ya mbele ya kuganda baada ya upotezaji wa joto, mwingiliano wa bomba na uhamishaji wa joto wa ndani.Utafiti unaonyesha kuwa thamani hii inaweza kuanzia wati mia chache hadi takriban 1-2 kW katika matumizi ya kawaida ya lango.

Kwa mradi uliopo, mlinganyo ulitoa muda wa kufungwa wa takriban siku 23,7. Thamani hii iko karibu na kipindi cha kufungwa kilichorahisishwa; hata hivyo, si kiashirio kilekile cha kihandisi kama kipindi cha siku 40-45 ambacho mradi wa uwanjani ulifikia unene wa 1,2 m na wastani wa halijoto ya −10 °C.

Modeli ya muda wa kufungwa imejaribiwaje?

Hali ya nambari 36 ilitolewa kwa kutumia muundo wa LBM ulioidhinishwa.Vigezo vilivyobadilishwa:

  • Nafasi ya bomba: 0,8-1,5 m,
  • Halijoto ya bomba: −20 hadi −35 °C,
  • Ubadilishaji joto: 1,0-2,3 W/(m·K),
  • Sababu ya maudhui ya maji: 0,22-0,35,
  • Unene wa ukuta uliogandishwa: 1,0-1,5 m.
TakwimuHitimisho
Mgawo wa uamuziR² = 0,951
Hitilafu ya mraba ya maana ya mizizi0,83 siku
Maana ya hitilafu kabisa0,70 siku
Hitilafu ya wastani ya upendeleo0,34 siku
Masafa ya mabaki−1,14 hadi siku 2,35
Idadi ya kesi36

Matokeo haya yanaonyesha kwamba mlinganyo wa ubashiri unanasa vyema matukio ya LBM ambayo yaliizalisha.Hata hivyo, huu si uthibitisho wa nje wa mradi wa uga huru wa 36.Mlinganyo wa utabiri na data ya ulinganisho unatokana na mfumo sawa wa kielelezo wa nambari.

Ni vigezo gani vilivyoathiri zaidi muda wa kufungwa?

KigezoMgawo wa usikivu uliorekebishwa
Nafasi ya bomba0,83
Kugandisha joto la bomba0,68
Uendeshaji wa joto wa chini0,51
Sababu ya maudhui ya maji0,36
Unene wa ukuta uliogandishwa0,29

Katika vipindi vilivyochunguzwa, athari yenye nguvu ilitoka kwa umbali kati ya mabomba.Kuongezeka kwa nafasi ya bomba kunahitaji sehemu za kuganda zilizo karibu ili kusafiri umbali mkubwa ili kuungana.Joto la bomba ni la pili na conductivity ya ardhi ni ya tatu.Viwango vya unyeti vinatumika tu kwa safu za vigezo vilivyotumika katika utafiti.

Mgawo wa kufungwa unaotegemea uwanda wa halijoto ni nini?

Watafiti walirekebisha muda wa nyanda za juu kwa jumla ya muda wa kuganda:

\[ \eta=\frac{t_p}{t_c} \]

  • \(t_p\): Muda wa eneo la joto katika eneo la ufuatiliaji,
  • \(t_c\): Jumla ya muda wa kufungia au kufungwa umechunguzwa.

Katika matokeo ya nambari, imeripotiwa kwamba uwezekano wa kufungwa kwa pazia lililogandishwa huongezeka kwa kasi wakati \(\eta\geq0.40\) iko katika eneo la ufuatiliaji wa ndani au kati ya bomba.Imeelezwa kuwa mifano mingi ya mwisho imejikita katika safu ya \(\eta=0.35-0.45\).

Thamani hii haipaswi kuwasilishwa kama kikomo kamili na kisichoweza kubadilika kwa miradi yote.Tafsiri ya PDF yenyewe pia inafafanua 0,40 kama eneo la mpito la takwimu.

Nambari ya Stefan imehusishwaje na uwanda wa halijoto?

Nambari ya Stefan inatumiwa kueleza umuhimu wa joto linaloeleweka ikilinganishwa na joto fiche:

\[ Ste=\frac{C_p\Delta T}{L} \]

Nambari ndogo ya Stefan inaonyesha umuhimu wa juu wa joto fiche katika mchakato wa jumla wa nishati.Katika Kielelezo 15 cha utafiti, nambari ya Stefan inapopungua, mgawo wa saa wa mwambao \(\eta\) huongezeka.Kwa maneno mengine, kadiri utawala wa joto uliofichika unavyozidi kuwa na nguvu, muda wa jamaa ambao halijoto inasalia katika safu ya mabadiliko ya awamu inakuwa ndefu.

Vile vile, mkondo wa kufungwa wenye umbo la vifaa unaonyesha kwamba uwezekano wa kufungwa huongezeka kwa kasi karibu na \(\eta\) karibu na 0,40.Hata hivyo, PDF haitoi maelezo ya kina kuhusu mgawo, idadi ya matukio, muda wa kutegemewa, au utendaji wa uainishaji wa muundo wa vifaa.

Je, mgawo wa \(\eta\) unaweza kutumiwa peke yake uwandani?

Hapana.Kulingana na hitimisho la utafiti, hali ya \(\eta\geq0.40\) inapaswa kutathminiwa kwa viashiria vifuatavyo:

  • Wakati wa kutosha wa uwanda katika maeneo muhimu ya ufuatiliaji ndani au kati ya mabomba,
  • isotherm ya 0 °C inakuwa endelevu katika pete nzima ya bomba,
  • Unene wa ukuta uliogandishwa unakaribia thamani ya muundo,
  • Joto la wastani la ukuta uliogandishwa hukutana na hali ya muundo,
  • Ukosefu wa kanda dhaifu za kupozea za ndani.

Wakati wa Plateau ni kiashiria cha uhandisi cha kusaidia ambacho kinaonyesha maendeleo ya mabadiliko ya awamu;Sio kipimo cha moja kwa moja cha nguvu za mitambo, upenyezaji au usalama wa kuchimba.

Je, ni matumizi gani ya nyanjani yaliyopendekezwa na utafiti?

Muundo unaripotiwa kutoa mapendekezo ya biashara yafuatayo katika mradi wa kesi:

  • 25 ya uchimbaji wa majaribio, ambao ulipangwa awali kwa siku za 30.Inapendekezwa kuwa inaweza kuchukuliwa kwa siku.
  • Kwa kupoeza kwa kutosha katika sehemu ya T3, inashauriwa kuongeza kasi ya mtiririko wa bomba la ndani kutoka 80 hadi 100 m³/saa.
  • Kwa mabadiliko haya, inakokotolewa kuwa halijoto ya ndani itapungua kutoka −7,8 °C hadi −10,5 °C.
  • Inatabiriwa kuwa halijoto katika mabomba ya chini ya ardhi takriban 1,2 m mbali inaweza kushuka hadi 3 °C.
  • Imeelezwa kuwa baada ya kuhami joto, halijoto ya shamba ilibaki juu ya 5 °C na hakuna uharibifu wa kuinua theluji ulizingatiwa.
  • Imeripotiwa kuwa kwa kurekebisha uwezo wa kupoeza, matumizi ya nishati ya kila siku hupunguzwa kutoka 120 kW·h/siku hadi 105 kW·h/h/siku, na hivyo kusababisha kupunguzwa kwa takriban %12,5.

Matokeo ya programu hii yanapaswa kufasiriwa kwa tahadhari.45 kwenye tovuti ya unene wa muundo.kwa siku, wastani ni −10 na °C hali ni 40.Wakati inasemekana kuwa uchimbaji wa majaribio ulifanyika siku ya kwanza, 25.Kuchukua kila siku kunahitaji tathmini tofauti ya usalama.PDF, 25.Haitoi matokeo ya nguvu ya mitambo, upenyezaji, sababu ya usalama au tabia ya baada ya kuchimba wakati wa mchana.

Kwa kuongezea, kitengo cha kW·h/siku kinachotumika kwa nishati ya kila siku kinaweza kuchanganyikiwa kwa urahisi na uwezo wa kupoeza wa 120 kW uliotolewa katika utafiti sawa.Haijafafanuliwa ikiwa matumizi halisi ya kila siku, nguvu ya wastani au nishati ya kifaa maalum cha usaidizi ina maana.

Je, utafiti unaunga mkono mahitimisho gani?

  • Joto lililofichika hubadilisha kwa kiasi kikubwa mabadiliko ya halijoto katika hatua ya kati ya kuganda kwa ardhi bandia.
  • Wakati joto lililofichwa halijazingatiwa, ukuzaji wa ukuta uliogandishwa unaweza kukadiriwa kuwa wa juu na muda wa kufungwa kuwa mfupi.
  • Pointi kati ya bomba zilizo karibu zinaweza kuonyesha halijoto inayojulikana zaidi kuliko alama za nje.
  • Katika mfumo wa bomba nyingi, maendeleo ya joto ya pande za ndani na nje sio sawa.
  • LBM yenye msingi wa Enthalpy iliweza takriban kuzalisha tena uga wa jumla wa halijoto na mikondo ya kufuatilia katika eneo la kesi ya Kunming na viwango vya makosa chini ya digrii chache.
  • Nafasi kati ya bomba na halijoto ya bomba ni miongoni mwa vigezo bora zaidi vya muda wa kufunga katika safu zilizosomwa.
  • Muda wa Plateau unaweza kutoa maelezo ya ziada kwa tathmini ya kufungwa inapotumiwa pamoja na isotherm inayoendelea na unene wa ukuta.

Utafiti hauthibitishi nini?

  • \(\eta=0.40\) haithibitishi kuwa kizingiti cha wote halali kwenye udongo wote na katika miradi yote ya kufungia.
  • Haidhibitishi mgawo wa uwanda kwenye idadi kubwa ya miradi huru ya uga.
  • Haihesabu moja kwa moja nguvu ya mitambo au upenyezaji wa maji wa ardhi iliyoganda.
  • Haichunguzi athari za mtiririko wa maji chini ya ardhi wakati wa kufungwa.
  • Haisuluhishi kupanda kwa theluji, dhiki, deformation au harakati katika miundo inayozunguka.
  • Haionyeshi kwamba muundo wa pande mbili unawakilisha athari zote za pande tatu kando ya bomba.
  • 25.Hii haionyeshi kuwa uchimbaji unaweza kuanza kwa usalama chini ya hali zote.
  • Haithibitishi kwamba mtindo utafanya kazi kwa usahihi sawa katika mchanga, changarawe, miamba iliyovunjika au chemichemi za mtiririko wa juu katika miji tofauti.

Je, nguvu za utafiti ni zipi?

Kipengele kimoja muhimu cha kazi ni kwamba haiongezi tu joto lililofichika kama marekebisho ya kinadharia;Inalinganisha mifano na bila joto la siri chini ya hali sawa.Kwa hivyo mabadiliko ya awamu ni 20.Athari yake juu ya unene wa ukuta na wakati wa kufunga kwa siku imeonyeshwa moja kwa moja.

Kuhama kutoka bomba moja hadi bomba mbili na kisha kwa pazia la bomba nyingi hutoa maelezo ya polepole ya mwingiliano wa nishati baridi kati ya bomba.Tathmini ya mfululizo wa saa za maeneo mahususi ya ufuatiliaji pamoja na sehemu za halijoto inaonyesha kuwa uwanda wa tambarare sio tu kipengele kinachoonekana cha isotherm.

Kuongeza halijoto ya shamba kwa modeli pia ni nguvu muhimu.Muundo huo ulilinganishwa na halijoto na ukuzaji wa ukuta uliogandishwa kutoka kwa sehemu ya ufuatiliaji ya 16, sio tu njia nyingine ya nambari.

Ni yapi mapungufu makuu ya utafiti?

  • Kazi ni nakala ya awali ambayo haijakaguliwa na rika.
  • Ardhi inadhaniwa kuwa ya homogeneous na isotropiki.
  • Upenyezaji wa maji chini ya ardhi na uhamaji wa unyevu umepuuzwa.
  • Kuongezeka kwa theluji na mikazo ya mitambo haijajumuishwa kwenye modeli.
  • Mfano ni wa pande mbili.
  • Joto la uso wa bomba linadhaniwa mara kwa mara.
  • Baadhi ya vipengele katika eneo la mabadiliko ya awamu viliamuliwa kwa tafsiri ya mstari.
  • Eneo la akaunti na hali ya mipaka ya nje haijafafanuliwa mara kwa mara katika sehemu tofauti.
  • Uhusiano kati ya matokeo ya uhuru wa mtandao wa seli ya 56.000 na mtandao wa sehemu ya seli ya 25.000 haujafafanuliwa.
  • Thamani za maandishi na picha kwa mzozo wa radius ya bomba moja.
  • Kuanza kwa Plateau, muda na 25 ndani ya polipu.Kuna maingiliano kati ya joto la siku.
  • Kipindi cha uwanda wa T6 kimetolewa kama takriban siku nane kwenye maandishi na takriban siku 10 kwenye takwimu.
  • Sampuli ya uthibitishaji wa 36 katika mlingano wa kufungwa si data ya sehemu huru, lakini kesi za nambari zinazozalishwa na LBM.
  • Vigawo na vipindi vya uaminifu vya uchanganuzi wa kufungwa kwa vifaa hazijatolewa.
  • Pendekezo la kuhamisha uchimbaji wa majaribio hadi siku ya 25 halijaungwa mkono na uchambuzi wa kina wa usalama wa kimitambo.
  • Upeo wa kitengo kinachotolewa kwa matumizi ya kila siku ya nishati haujafichuliwa.
  • Data ya uga ghafi na msimbo wa programu hazikushirikiwa.

Je, kazi hiyo ina maana gani katika mambo ya zamani, ya sasa na yajayo?

Uchambuzi Bandia wa kuganda kwa ardhi hapo awali ulilenga zaidi usambazaji wa halijoto katika siku mahususi, isotherm ya 0 °C, au unene wa ukuta uliogandishwa.Utafiti huu unajaribu kubadilisha eneo la mteremko wa chini wa curve ya muda wa joto wakati wa mabadiliko ya awamu kuwa mawimbi tofauti ya kihandisi.

Mchango wake leo ni kuunganisha uwanda wa halijoto uliofichika unaodhibitiwa na joto na makutano ya bomba na kufungwa kwa pazia.Faida ya vitendo ni kwamba mbinu haihitaji aina mpya ya sensor, kwani kiashiria cha ziada kinaweza kupatikana kutoka kwa data ya joto iliyorekodiwa tayari katika mifumo ya ufuatiliaji.

Katika siku zijazo, kigezo cha uwanda wa nyanda kinahitaji kuthibitishwa kwenye udongo tofauti, nafasi tofauti za mabomba na kwenye miradi huru yenye matukio halisi ya kuzimwa.Wakati mtiririko wa maji ya ardhini, uhamaji wa unyevu, mwinuko wa barafu, na eneo la mkazo vinatatuliwa kwa pamoja, ufaafu wa modeli kwenye udongo usio na maji unaozaa maji unaweza kutathminiwa vyema.Usasishaji wa wakati halisi wa mfano na sensorer za shamba pia ni eneo linalowezekana la maendeleo;hata hivyo, mfumo huu wa kitanzi funge haukutumika katika utafiti wa sasa.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Muhtasari wa mbinu ya kiufundi

Sehemu ya njiaMbinu iliyotumika katika utafiti
Aina ya utafitiAwamu ya mabadiliko ya muundo wa uhamishaji joto wa nambari na uthibitishaji kwenye tovuti moja
Mbinu ya nambariMbinu ya msingi ya Enthalpy D2Q5 Lattice Boltzmann
Fizikia ya msingiUpitishaji joto wa muda mfupi, mabadiliko ya awamu ya barafu na joto lililofichika
Saizi ya mfanoMuundo wa sehemu-mbili za pande mbili
Joto bora la bomba−30 °C
Joto la bomba la uthibitishaji wa shamba−25 °C
Kipenyo cha nje cha bomba108 mm
Unene wa ukuta wa bomba8 mm
Muda wa bomba moja25 siku
Nafasi ya bomba mbili1,5 m
Mpangilio bora wa bomba nyingi12 tube, mpangilio wa mwaka, nafasi ya 1,5 m
Mpangilio wa bomba la shambabomba la 20, nafasi ya 1,08 m
Sehemu za ufuatiliaji0,3, 0,6, 0,9 na 1,2 jumla ya vitambuzi vya 16 kwa umbali wa m
Wakati wa kuiga shamba45 siku
Hatua ya saa ya nambari0,1 sekunde
Halijoto ya awali ya tovuti15 °C
Joto lililofichika93,5 kJ/kg katika eneo la mabadiliko ya awamu
Kiashiria cha kufungwaMgawo wa wakati wa Plateau \(\eta=t_p/t_c\)
Eneo la mpito linalopendekezwa\(\eta\) kuhusu 0,35-0,45;thamani ya kituo takriban. 0,40

Matokeo makuu ya joto na uhandisi

KiashiriaHitimishoMaana ya kiufundi
Ufungaji bora wa bomba nyingiTakriban siku 25Isothemu ya 0 °C imekuwa endelevu
Unene unaofaa wa pazia lililogandishwaTakriban. 1,3 m25.matokeo ya mfano bora kwa siku
Joto bora la wastani la paziaTakriban. −11,2 °C25.matokeo bora kwa siku
Wakati wa ndani wa uwandaTakriban siku 12Mchanganyiko wa nishati baridi ya bomba nyingi
Wakati wa nje wa uwandaTakriban siku 4-6Mwingiliano dhaifu kati ya bomba
Haijafichwa 20.unene wa sikuTakriban. 1,35 mHaijumuishi ucheleweshaji wa mabadiliko ya awamu
20 yenye joto lililofichika.unene wa sikuTakriban. 1,18 mTakriban chini kuliko %14,4
Kufunga bila joto bila jotoTakriban siku 20Hatari ya utabiri wa mapema na usio salama
Kufungwa huku joto fiche likizingatiwaTakriban siku 25Ikiwa ni pamoja na kuchelewa kwa mabadiliko ya awamu
Hitilafu ya jamaa ya uga wa halijoto%4,925.Ulinganisho wa eneo la wastani wa siku
Thamani ya MAE ya halijoto ya shambani0,51 °CKufuatilia data wastani mkubwa
1,2 ufikiaji wa unene wa mMfano 42;Siku ya 45Tofauti ya siku tatu
−10 °C ufikiaji wa wastani wa halijotoMfano 38;Siku ya 40Tofauti ya siku mbili

Matokeo ya modeli ya kutabiri kufungwa

KiashiriaHitimisho
Nambari ya idadi ya kesi36
R²0,951
RMSE0,83 siku
MAE0,70 siku
MBE0,34 siku
Unyeti wa hali ya juuNafasi ya bomba: 0,83
Unyeti wa piliJoto la bomba: 0,68
Unyeti wa tatuUendeshaji wa joto: 0,51

Ujumbe wa kisayansi wa takwimu na majedwali

  • Kielelezo 1: Inaonyesha muunganiko wa curve ya halijoto, muda wa kufungwa na gharama ya hesabu katika safu ya seli za 21.000-81.000.
  • Kielelezo 2: Inaonyesha ukuaji wa pete za halijoto 4, 12 na 25 kuzunguka bomba moja siku nzima.
  • Kielelezo 3: Inatoa athari ya wakati wa kufungia, joto la bomba na conductivity ya ardhi kwenye radius ya kufungia;Hata hivyo, kuna kutofautiana kati ya maadili ya picha na maandishi.
  • Kielelezo 4: Inaonyesha jinsi sehemu huru za halijoto za mirija miwili huchanganyikana baada ya muda na kutengeneza ukanda wa ugandi wa duaradufu.
  • Kielelezo 5: Inaonyesha kwamba sehemu ya kati kati ya mabomba inaonyesha uwanda wa halijoto muhimu, tofauti na sehemu za nje.
  • Kielelezo 6: 1, 10 na 25 ya mfumo wa bomba la 12.Inaonyesha mpito kutoka kwa pete za kujitegemea zilizogandishwa hadi mapazia yanayoendelea kwa siku.
  • Kielelezo 7-8: Inaonyesha mabadiliko ya joto katika eneo la mabomba mengi kulingana na wakati na umbali wa mabomba.
  • Kielelezo 9: Inaonyesha bomba la 20 kwenye njia ya kuunganisha ya Kunming na kihisi joto cha 16 kwa umbali nne.
  • Kielelezo 10: 25.Inalinganisha uga wa halijoto wa mfano siku hiyo na uga wa halijoto uliochanganuliwa kutoka kwa vipimo vya uga.
  • Kielelezo 11: Inaonyesha upoaji wa awali, uwanda wa juu wa halijoto na ubaridi baada ya kugandisha katika sehemu T2, T6, T10 na T14.
  • Kielelezo 12: Inalinganisha muda wa kufikia wastani wa halijoto ya −10 °C na unene wa ukuta wa 1,2 m kwa modeli na sehemu.
  • Kielelezo 13: Inaonyesha ukaribu wa makadirio na nyakati za kufunga za nambari kwa laini ya 1:1, usambazaji wa mabaki na matokeo ya unyeti.
  • Kielelezo 14: Inaonyesha kwamba pengo la bomba ndilo kigezo chenye nguvu zaidi cha wakati wa kufunga.
  • Kielelezo 15: Inaonyesha uhusiano wa kinyume kati ya nambari ya Stefan na mgawo wa uwanda wa juu na mpito wa kufungwa wa vifaa karibu \(\eta=0.40\).
  • Jedwali 1: Inatoa sifa za thermofizikia za udongo wa matope usiogandishwa, uliobadilishwa awamu na ulioganda.
  • Jedwali 2: Inafafanua alama na vitengo katika mlinganyo wa makadirio ya muda wa kufunga.

Dokezo la Chanzo na Mbinu

Jina kamili la asili la kazi: Temperature-Plateau-Based Identification of Frozen Curtain Closure in Artificial Ground Freezing Using Enthalpy-Based Lattice Boltzmann Modelling and Field Monitoring

Waandishi na mpangilio wao katika PDF: Chaofu Liu;Yan Zhao;Cong Shen;HuiHui Zhou;Lina Wan;Hen Yan

Mwandishi mwenza au mchangiaji mwenza: Hakuna taarifa ya uandishi wa kwanza au mchango mwenza katika PDF.

Waandishi wanaolingana kwenye PDF: Yan Zhao na Cong Shen

Barua pepe za mwandishi zinazolingana: zhaoyan123@ynau.edu.cn;atcom@163.com

Viungo vya ushirika:

  1. College of Architecture and Engineering, Yunnan Agricultural University, Kunming 650011, China
  2. Kunming Survey & Design Institute of State Forestry Administration
  3. Yunnan New Innovative Transportation Construction Co., Ltd.

Bibliografia hailingani: Rekodi ya SSRN inaorodhesha waandishi kama Chaofu Liu, Yan Zhao, Cong Shen, LiNa Wang, HuiHui Zhou, na Hen Yan, wakati PDF inaorodhesha HuiHui Zhou kama ya nne na Lina Wan kama ya tano.SSRN inaorodhesha Yan Zhao kama mwandishi sambamba, huku PDF ikitia alama Yan Zhao na Cong Shen kama mwandishi sambamba.Jina sahihi, mlolongo, na uandishi unaowajibika lazima uthibitishwe na watafiti kabla ya kuchapishwa.

DOI: 10.2139/ssrn.6946404

Jukwaa la uchapishaji: SSRN

Kiungo Rasmi:Karatasi ya kazi ya SSRN

Mwaka wa kuchapishwa: 2026

Tarehe kamili ya kupakia: Tarehe kamili ya kupakia haikuweza kuthibitishwa kupitia rekodi rasmi inayoweza kufikiwa.

Jarida au mkutano: Hakuna jarida lililopitiwa na marika au chapisho la mkutano linaweza kuthibitishwa kwa toleo hili.

Nyumba halisi ya uchapishaji iliyopitiwa na rika: Hakuna jarida lililopitiwa na rika linalochapisha habari za nyumba.Utafiti uliwasilishwa kama kielelezo cha awali kwenye SSRN.

Aina ya rasilimali: Karatasi ya utafiti iliyochapishwa mapema ikijumuisha muundo wa mabadiliko ya awamu ya nambari kulingana na enthalpy, uchambuzi wa parametric na kulinganisha na halijoto ya shambani.

Hali ya mwamuzi: Utafiti haujapitiwa na rika.

Michango ya Mwandishi: Hakuna maelezo ya kina ya CRediT au taarifa ya mchango wa mwandishi katika PDF iliyopakiwa.

Ufadhili: Mfuko wa Kamishna wa Sayansi na Teknolojia wa Mkoa wa Yunnan, nambari ya mradi 2025H0308;Mfuko wa Idara ya Elimu ya Mkoa wa Yunnan, nambari ya mradi S9012024083.

Mgongano wa maslahi: Hakuna tamko tofauti la mgongano wa maslahi katika PDF iliyopakiwa.

Ufikiaji wa data na msimbo: Muhtasari wa halijoto ya shambani na matokeo ya kesi ya parametric yanawasilishwa;Rekodi ghafi za vitambuzi, msimbo wa muundo wa nambari, na jedwali kamili la data la kipochi cha 36 hazijashirikiwa.

Makala haya ya Kituruki yalitayarishwa kwa kuchunguza kichwa na ukurasa wa mwandishi, maandishi kuu, milinganyo yote, majedwali, mikondo ya halijoto, mchoro wa mpangilio wa uga, curve za muda wa halijoto, grafu za ukuzaji wa ukuta, matokeo ya urejeshaji na takwimu za mgawo wa tambarare za PDF iliyopakiwa.Hakuna muda mpya wa kufungwa, mafanikio ya uga, kiwango cha juu cha usalama au madai ya kuokoa nishati ambayo yameongezwa nje ya PDF.

Thamani ya \(\eta\approx0.40\) katika utafiti si kiwango kamili cha usalama ambacho kimethibitishwa kwa kujitegemea na uga wa vituo vingi.Kigezo kimsingi kinatokana na visasili vya nambari vilivyoundwa kwa mfumo sawa wa enthalpy-LBM.Kama ilivyoelezwa katika sehemu ya hitimisho la utafiti, 0 inayoendelea inapaswa kutathminiwa pamoja na isotherm ya °C na unene wa ukuta uliogandishwa unaokaribia muundo.

Katika sehemu ya mbinu, kuna maelezo ya eneo la hesabu, hali ya mipaka ya nje na ukubwa wa mtandao ambao hauendani kikamilifu na kila mmoja.Pia kuna tofauti za takwimu za maandishi katika suala la radius ya bomba moja, nyakati zingine za uwanda, jiometri ya uwanja na vitengo vya nishati ya matumizi.Maeneo haya yanahitaji kusahihishwa na watafiti kabla ya kuchapishwa au matumizi ya uhandisi.

Mfano huo haujali mtiririko wa maji ya ardhini, uhamaji wa unyevu, kuruka kwa barafu na uwanja wa mafadhaiko.Kwa sababu hii, matokeo hayapaswi kutumiwa moja kwa moja kama uamuzi wa kubuni, hasa katika miradi yenye viwango vya juu vya maji, tabaka tofauti, utupu au makosa.

Kazi hii ni chapa ya awali ambayo haijakaguliwa na rika;Matokeo kuhusu uhandisi na usalama wa uchimbaji yanapaswa kusomwa kwa kuzingatia kizuizi hiki.


Shiriki:

Maoni huchapishwa baada ya kukaguliwa.Maoni yako yatapitia mchakato wa idhini na yataonekana yakikubaliwa.

Acha maoni

Anwani yako ya barua pepe haitachapishwa. Sehemu za lazima zimewekewa alama ya *

Your experience on this site will be improved by allowing cookies Cookie Policy