3689

При реализации математической модели соблюдались граничные условия:

- температура на поверхности дополнительного слоя равна температуре наружного воздуха, т. е. t=tнар.в. ;

- на поверхности дополнительного слоя y=0; 0 ≤ х ≤ rк;

- в грунтовом массиве при y и х , t=tест(y).

Выражения для определения температур на цилиндрической части камеры в т. E, т. F, т. G и дне камеры т. P, т. N формируют систему из n линейных уравнений:

При условии n система уравнений реализует закон распределения температуры на корпусе камеры. Количество тепла, теряемое редуцирующей камерой через замкнутую поверхность произвольной формы, равно алгебраической сумме тепла, поглощаемого грунтовым массивом.

Реализация математической модели по тепловому взаимодействию камеры редуцирования и окружающего грунтового массива (2-4) с учетом допущений и ограничений подробно представлена в публикации [8]. В результате реализации модели были получены температуры на контуре подземной камеры редуцирования и суммарные потери тепла (табл. 1).

Как видно из табл. 1, резкое изменение температур по высоте камеры обусловливает понижение температуры грунтового массива по мере приближения к поверхности грунта. На днище камеры наблюдается относительное постоянство температуры, разность температур в центре основания и на окружности не превышает 4,9 %. Наличие потерь тепла через стенки и дно подземной камеры обусловливает снижение температуры редуцируемого газа в регуляторе давления, что увеличивает вероятность выпадения конденсата и его замерзание в дросселирующем органе регулятора.

3. Разработка экономико-математической модели оптимизации толщины тепловой изоляции подземной камеры редуцирования. Для минимизации тепловых потерь под-

земной камерой редуцирования в окружающую среду была разработана экономикоматематическая модель оптимизации тепловой защиты камеры и восходящей части трубопровода паровой фазы от грунтового теплообменника. В качестве целевой функции задачи были приняты капитальные вложения в сооружение теплоизолированных элементов системы по комплексу: восходящая часть трубопровода паровой фазы – камера редуцирования. Поскольку капиталовложения в сооружение элементов трубопровода паровой фазы и камеры

31

Научный журнал строительства и архитектуры

редуцирования изолированных и неизолированных вариантов одинаковы, к рассмотрению принята только переменная часть капитальных вложений, связанная с изменением толщины тепловой изоляции:

где Кв.ч., Кк.р. – капитальные вложения в теплоизоляцию восходящей части трубопровода паровой фазы и камеры редуцирования, руб.

В соответствии с выражением (5) капитальные вложения в тепловую изоляцию соответствующих элементов системы газоснабжения могут быть представлены в виде:

где Ктив.ч., Ктик.р. – капитальные вложения в теплоизоляцию восходящей части трубопровода паровой фазы и камеры редуцирования, руб; Кзв.ч., Кзк.р. – капитальные вложения в защитное

покрытие теплоизоляции восходящей части трубопровода паровой фазы и теплоизоляции камеры редуцирования, руб.

В свою очередь, элементы капитальных вложений, входящие в формулы (6), (7), определяются как:

где сти – удельная стоимость тепловой изоляции, руб/м3; lв.ч. – длина восходящей части тру-

бопровода паровой фазы, м; dгинарв.ч., dтинарв.ч. – наружные диаметры гидроизоляции и тепловой изоляции восходящего участка паровой фазы, м; сз – удельная стоимость защитного покры-

тия тепловой изоляции, руб/м3; dгинар , dтинар – наружные диаметры гидроизоляции и тепловой изоляции камеры редуцирования, м; rквн.р. – внутренний радиус основания камеры редуциро-

вания, м; δт.и – толщина тепловой изоляции, верхнего и нижнего основания камеры редуци-

рования, м.

Условием, ограничивающим увеличение толщины тепловой изоляции, служат тепловые потери в элементах автономной системы газоснабжения, которые принимаются равными суммарному дополнительному нагреву паров смеси пропан-бутана, полученному в грунтовом теплообменнике:

i=1

где Qп.т. – потери тепла, Вт; Qд.н. – суммарный дополнительный нагрев паров в грунтовом

теплообменнике, определяемый по [9], Вт.

Анализ выражения (12) показывает, что выполнение условия возможно при равенстве теплопотерь участков системы и полученного дополнительного нагрева. Данное равенство бу-

32

дет выполняться при наличии тепловой изоляции участков, т. е. δвти.ч.,δкти.р. . Для нахождения оп-

тимального значения целевой функции (5) при заданном ограничении (12) она была исследована на экстремум с применением метода множителей Лагранжа для функций n переменных.

Представим капиталовложения в тепловую изоляцию участков рассматриваемой системы как:

где μ – Вт множитель Лагранжа.

Необходимые условия минимума функции капиталовложений в изоляцию трубопровода паровой фазы формируются в виде системы уравнений с неизвестнымиδвти.ч.,δкти.р. :

F'(δвти.ч. ) = 0,

F'(δкти.р. ) = 0, (15)

φ δвти.ч.,δкти.р. = 0.

Значения δвти.ч.,δкти.р. , определяющие минимум целевой функции (5) при заданном ограни-

чении (12), являются оптимальными. Целевая функция (5-15) и ограничение (12) формируют экономико-математическую модель задачи. Для нахождения минимума целевой функции

воспользуемся методом вариантных расчетов. Задаваясь рядом значений δт.и. по уравнениям

(8-11), определяем наружный диаметр теплоизолированных участков системы газоснабжения и значения Кв.ч. и Кк.р.. В соответствии с [7] на соответствующих участках определяются по-

тери тепла Qп.т. . Выполнение условия (12) определит оптимальную толщину тепловой изо-

ляции исследуемых участков системы, а, следовательно, и минимальные капитальные вложения Кmin в тепловую изоляцию.

В целях численной реализации экономико-математической модели (5-15) были проведены соответствующие расчеты. В расчетах использовались следующие исходные данные:

1.Температура наружного воздуха принималась в климатических зонах эксплуатации: холодная зона (г. Иркутск), умеренно-теплая зона (г. Краснодар);

2.Газопотребление объекта составляло 2,58 кг/ч;

3.Температура паровой фазы на входе в восходящий участок принималась по результа-

там расчета на программе [9];

4.Размеры камеры принимались как высота 0,5 м, диаметр 0,7 м, толщина стенки 0,08 м;

5.Теплопроводность тепловой изоляции Aeroflex FIRO λт.и. =0,03 Вт/(м К). Результаты

расчетов приводятся на графиках (рис. 2 и 3).

Анализ графиков (рис. 2 и 3) показал, что величина минимальных капитальных вложений Кmin, а также соответствующие ей оптимальные толщины тепловой изоляции на восхо-

дящей части трубопровода паровой фазы δвти.ч.opt и камеры редуцирования δкти.р.opt для климатических зон эксплуатации составляют:

-холодная: Кmin=8856 руб.; δвти.ч.opt =0,023 м, δкти.р.opt =0,077 м;

-умеренно-теплая: Кmin=7978 руб.; δвти.ч.opt =0,014 м, δкти.р.opt =0,069 м.

Для практической реализации полученных результатов в качестве обобщенных значений оптимальных толщин тепловой изоляции для всех климатических зон эксплуатации ре-

33

Научный журнал строительства и архитектуры

комендуется принимать δвти.ч. opt =0,023 м, δкти.р.opt =0,077 м. Указанные значения соответствуют

минимуму капитальных вложений в условиях холодной климатической зоны и обусловливают завышение капитальных вложений не более чем на 10 % в условиях умеренно-теплой климатической зоны.

Рис. 2. Определение капитальных вложений в сооружение тепловой защиты восходящей части трубопровода паровой фазы и камеры редуцирования (холодная климатическая зона)

Рис. 3. Определение капитальных вложений в сооружение тепловой защиты восходящей части трубопровода паровой фазы и камеры редуцирования (умеренно-теплая климатическая зона)

34

4. Моделирование дросселирования влажного газа в регуляторе давления подзем-

ной камеры редуцирования. Как отмечалось выше, наиболее неблагоприятными условиями эксплуатации системы газоснабжения являются условия зимнего периода, характеризуемые низкими температурами окружающего воздуха и грунта. Многочисленные исследования показали, что гидраты сжиженного углеводородного газа образуются при контакте паровой фазы и воды в свободном виде. При этом область образования гидратов пропана существует в

температурном интервале от 0 до +5,5 С, а гидратов бутана – от 0 до +1 оС [1, 4, 12]. В области с отрицательными температурами образуются ледяные пробки при условии, что пары сжиженного углеводородного газа полностью насыщены влагой и в процессе дросселирования с понижением температуры и давления влага выделяется в свободном виде.

Критерием оценки возможности образования гидратов служит влагосодержание газа. Если действительное влагосодержание СУГ при данной температуре Wn (t) меньше макси-

мального Wmax, свободная влага при дросселировании потока не выделяется, образования твердой фазы в дросселирующем органе регулятора не происходит [1, 2].

В противном случае при Wn (t) >Wmax в дросселируемом потоке выделяется свободная

влага, которая при соответствующих условиях образует твердую фазу. Ее характер (ледяные и гидратные кристаллы) определяют температура и давление сжиженного газа. Как показали исследования [11, 12, 17], свободная вода в жидкой и паровой фазах СУГ при отрицательных температурах замерзает. Свободная вода в жидкой фазе СУГ при положительных температурах остается в жидком состоянии, а в паровой фазе (при соответствующих температуре и давлении) образует кристаллогидраты.

Влагосодержание паровой фазы СУГ Wn (t) в зависимости от температуры дросселируемого потока t находится по уравнению:

где PH2O (t) , P(t) – максимальные упругости паров воды и паров пропан-бутана при соответ-

ствующей температуре t, МПа.

Согласно Раулю, связь между температурой и давлением пропан-бутановой смеси в насыщенном состоянии устанавливает следующее уравнение:

где Pпр(t), Pб(t) – давление насыщенных паров пропана и бутана при соответствующей темпе-

где Aпр, Bпр, Cпр, Aб, Bб, Cб – эмпирические коэффициенты для пропана и бутана [3].

В целях количественной оценки параметров дросселирования влажного газа были проведены соответствующие расчеты. В расчетах были приняты следующие исходные данные:

-компонентный состав паровой фазы 90 % пропана и 10 % бутана;

-температура сжиженного газа перед дросселированием принималась по результатам

расчетов на ЭВМ [9].

35

Научный журнал строительства и архитектуры

Результаты расчетов представлены в табл. 2.

Таблица 2 Начальное и конечное влагосодержание в процессе дросселирования паровой фазы пропан-бутана

в регуляторе давления подземной камеры редуцирования

Как видно из табл. 2, дросселирование паровой фазы СУГ сопровождается увеличением влагосодержания газа при редуцировании в подземной камере СУГ в любой климатической зоне эксплуатации. При этом конечное влагосодержание паровой фазы после дросселирования меньше максимального, выделение свободной воды из паровой фазы не наблюдается, что исключает возможность образования ледяных и гидратных пробок. На основании выше сказанного можно сделать вывод, что редуцирование паровой фазы СУГ в перегретом насыщенном состоянии проходит с увеличением влагосодержания без выделения воды в свободном виде. Таким образом, применение подземной редуцирующей камеры обеспечивает безгидратное редуцирование паровой фазы в любой климатической зоне эксплуатации системы газоснабжения.

Выводы

1. В результате проведенных исследований предложена и обоснована конфигурация камеры редуцирования СУГ с подземным размещением в виде цилиндрического бетонного колодца, обеспечивающего минимальную суммарную поверхность, участвующую в теплообмене с окружающей средой.

2. Разработана экономико-математическая модель оптимизации тепловой защиты восходящей части трубопровода паровой фазы и камеры редуцирования. В результате реализации модели определены и рекомендованы оптимальные толщины тепловой изоляции для применения в любой климатической зоне эксплуатации для восходящего участка трубопровода паровой фазы 0,023 м, для подземной камеры редуцирования 0,077 м.

3. Моделирование процесса дросселирования паровой фазы СУГ в регуляторах давления показало, что процесс происходит с увеличением влагосодержания. При этом вода в свободном виде не выделяется, что свидетельствует об отсутствии ледяных и гидратных пробок в регуляторах давления при дросселировании паров в подземной камере редуцирования.

Библиографический список

1.Зозуля, А. В. Проблема вывода конденсата из газопровода при транспортировке газа в двухфазном режиме и пути ее решения / А. В. Зозуля // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки, 2003. – № 3. – С. 75-76.

2.Каменников, Н. А. Справочник газовика / Н. А. Каменников. – М.: Инфра-Инженерия, 2021. –

250 с.

3.Капыш, В. В. Предупреждение гидратобразования в газопроводах-отводах и на газораспределительных станциях / В. В. Капыш, Н. В. Кулемин, В. А. Истомин // Научно-технический сборник Вести газовой науки, 2013. – № 4 (15). – С. 125-131.

4.Карякин, Е. А. Оборудование для сжиженных углеводородных газов: справочник / Е. А. Карякин, С. В. Зубков, И. Ю. Кривошеев, Н. М. Мусатова, О. В. Петрунина. – Саратов: Газовик, 2015. – 736 с.

5.Котляков, В. М. Изменчивость термического сопротивления снежного покрова и его влияние на

промерзание - протаивание грунта / В. М. Котляков, Н. И.Осокин, А. В. Сосновский. – Новосибирск: Криосфера Земли, 2014. – т. XVIII. –№ 4. – С. 70-77.

36

6.Курицын, Б. Н. Разработка и обоснование технических решений по предупреждению гидратообразования в системах резервуарного снабжения сжиженным газом / Б. Н. Курицын, Н. Н. Осипова, С. А. Максимов // Приволжский научный журнал. – Н. Новгород: ННГАСУ, 2013. – №1 (25). – С.73–80.

7.Осипова, Н. Н. Объективный выбор толщины тепловой изоляции участков трубопроводной обвязки узла редуцирования с целью предупреждения гидратообразования / Н. Н. Осипова, Б. Н. Курицын, С. А. Максимов // Науч.-технич. ж-л «Вестник МГСУ». – М.: МГСУ, 2011. – №7. – С.520–525.

8.Осипова, Н. Н. Разработка математической модели теплообмена камеры редуцирования с окружающим грунтовым массивом / Н. Н. Осипова, И. М. Бычкова, С. Г. Культяев // Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции: материалы VII Междунар. науч.-техн. конф. – М.: МГСУ, 2019. – С. 124– 131.

9.Свидетельство № 2018612737 о государственной регистрации программы для ЭВМ. «Определение изотермических изменений состояния паровой смеси пропан бутана в автономных системах газоснабжения с

естественной регазификацией сжиженного углеводородного газа»: зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ, 26.02.2018 / Осипова Н.Н., Бычкова И.М., Поберий А.А., Захаров А.Е.

10.Свод правил «Газораспределительные системы. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002.

Сизменением 1»: СП 62.13330.2011*. –Введ. 2011-05-20. – М.: Минрегион России, 2010. – 30 с.

11.Стандарт организации «Предупреждение образования ледяных и гидратных пробок в системах резервуарного снабжения сжиженным газом»: СТО 03321549-021-2012 / Н.Н. Осипова и др. – Саратов: ОАО Гипрониигаз, 2012. – 20 с.

12.Carrol, J. Natural gas hydrates / J. Carrol // Gulf Professional Publishing, 2020. – ISBN 9780128223871. -

№4. – 392 p.

13.Cristescu, T. Possible thermal processes involved in the storage of liquefied petroleum gas / T. Cristescu, L. Avram, M.E. Stoica. – Oil-gas university of Ploiesti: Termotеhnicа. – 2013. – P.63–66.

14.Kevin, D. Dahm. Fundamental of Chemical Engineering Thermodynamics / Kevin D. Dahm, Donald P. Visco Jr. // Cengage Learning, 2015. – ISBN 978-1-111-58070-4. – 794 p.

15.MacRitchie, F. Chemistry at Interfaces / F. MacRitchie // Academic press, 2012. – ISBN 9780124647855. -

№1. – 283 p.

16.Osipova, N. N. Autonomous Gas Fuel Supply Systems with Natural Re-Gasification of Liquefied Hydrocarbon Gas: Principles of Providing Gas Fuel to Customers / N. N. Osipova, S. S. Kuznetsov, I. M. Bychkova // 21st International Scientific Conference on Advanced in Civil Engineering: Construction - The Formation of Living Environment, FORM 2018; Moscow State University of Civil Engineering (MGSU). Moscow: MGSU. – Vol. 365. – Issue 4. – 2018.–6 p.

17.Qiu, G. Numerical study on the condensation flow and heat transfer characteristics of hydrocarbon mixtures inside the tubes of liquefied natural gas coil-wound heat exchangers/ G. Qiu, X. Zhenfei, C. Weihua, J. Yiqiang // Applied Thermal Engineering. –Vol. 140. – 2018. – Pp. 775–786.

18.Samokhvalov, Y. Heat transfer in the structure of a spiral-wound heat exchanger for liquefied natural gas

production: review of numerical models for the heat-transfer coefficient of condensation for a hydrocarbon mixture in a horizontal tube / Y. Samokhvalov, A. Kolesnikov, A. Krotov, A. Parkin, E. Navasardyan, I. Arkharov // Journal of Enhanced Heat Transfer. – Vol. 25.– Issue 2.– 2018.– Pp. 109–120.

19.Torrexx the power of innovation: Algas -SDI / 1Form DF-0304. – USA: Seattle, Washington, 2012. – 4 p.

20.Zbiornikinazemne LPG / Above and underground LPG tanks: Catalog. – CHEMET, 2013. – 8 p.

21.Zimmer LPG Vaporiesd: аlgas -SDI /1 Form DF-0304. – USA: Seattle, Washington, 2012. – 4 p.

References

1.Zozulja, A. V. Problema vyvoda kondensata iz gazoprovoda pri transportirovke gaza v dvuhfaznom rezhime i puti ee reshenija / A. V. Zozulja // Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Severo-Kavkazskij region. Tehnicheskie nauki, 2003. – № 3. – S. 75-76.

2.Kamennikov, N. A. Spravochnik gazovika / N. A. Kamennikov. – M.: Infra-Inzhenerija, 2021. – 250 s.

3.Kapysh, V. V. Preduprezhdenie gidratobrazovanija v gazoprovodah-otvodah i na gazoraspredelitel'-nyh stancijah / V. V. Kapysh, N. V. Kulemin, V. A. Istomin // Nauchno-tehnicheskij sbornik Vesti gazovoj nau-ki, 2013. –

№4 (15). – S. 125-131.

4.Karjakin, E. A. Oborudovanie dlja szhizhennyh uglevodorodnyh gazov: spravochnik / E. A. Karjakin, S. V. Zubkov, I. Ju. Krivosheev, N. M. Musatova, O. V. Petrunina. – Saratov: Gazovik, 2015. – 736 s.

5.Kotljakov, V. M. Izmenchivost' termicheskogo soprotivlenija snezhnogo pokrova i ego vlijanie na

pro-merzanie - protaivanie grunta / V. M. Kotljakov, N. I.Osokin, A. V. Sosnovskij. – Novosibirsk: Kriosfera Zemli, 2014. – t. XVIII. –№ 4. – S. 70-77.

6.Kuricyn, B. N. Razrabotka i obosnovanie tehnicheskih reshenij po preduprezhdeniju gidratoobrazo-vanija

vsistemah rezervuarnogo snabzhenija szhizhennym gazom / B. N. Kuricyn, N. N. Osipova, S. A. Maksimov // Privolzhskij nauchnyj zhurnal. – N. Novgorod: NNGASU, 2013. – №1 (25). – S. 73–80.

37

Научный журнал строительства и архитектуры

7.Osipova, N. N. Ob#ektivnyj vybor tolshhiny teplovoj izoljacii uchastkov truboprovodnoj obvjazki uzla reducirovanija s cel'ju preduprezhdenija gidratoobrazovanija / N. N. Osipova, B. N. Kuricyn, S. A. Mak-simov // Nauch.-tehnich. zh-l «Vestnik MGSU». – M.: MGSU, 2011. – №7. – S.520–525.

8.Osipova, N. N. Razrabotka matematicheskoj modeli teploobmena kamery reducirovanija s okruzhajushhim gruntovym massivom / N. N. Osipova, I. M. Bychkova, S. G. Kul'tjaev // Teoreticheskie osnovy teplogazosnabzhenija i ventiljacii: materialy VII Mezhdunar. nauch.-tehn. konf. – M.: MGSU, 2019. – S. 124–131.

9.Svidetel'stvo № 2018612737 o gosudarstvennoj registracii programmy dlja JeVM. «Opredelenie izotermicheskih izmenenij sostojanija parovoj smesi propan butana v avtonomnyh sistemah gazosnabzhenija s estestvennoj regazifikaciej szhizhennogo uglevodorodnogo gaza»: zaregistrirovano v Reestre programm dlja JeVM, 26.02.2018 / Osipova N.N., Bychkova I.M., Poberij A.A., Zaharov A.E.

10.Svod pravil «Gazoraspredelitel'nye sistemy. Aktualizirovannaja redakcija SNiP 42-01-2002. S izmeneniem 1»: SP 62.13330.2011*. –Vved. 2011-05-20. – M.: Minregion Rossii, 2010. – 30 s.

11.Standart organizacii «Preduprezhdenie obrazovanija ledjanyh i gidratnyh probok v sistemah rezervuarnogo snabzhenija szhizhennym gazom»: STO 03321549-021-2012 / N.N. Osipova i dr. – Saratov: OAO Giproniigaz, 2012. – 20 s.

12.Carrol, J. Natural gas hydrates / J. Carrol // Gulf Professional Publishing, 2020. – ISBN 9780128223871. -

№4. – 392 p.

13.Cristescu, T. Possible thermal processes involved in the storage of liquefied petroleum gas / T. Cristescu, L. Avram, M.E. Stoica. – Oil-gas university of Ploiesti: Termotehnica. – 2013. – P.63–66.

14.Kevin, D. Dahm. Fundamental of Chemical Engineering Thermodynamics / Kevin D. Dahm, Donald P. Visco Jr. // Cengage Learning, 2015. – ISBN 978-1-111-58070-4. – 794 p.

15.MacRitchie, F. Chemistry at Interfaces / F. MacRitchie // Academic press, 2012. – ISBN 9780124647855. - № 1. – 283 p.

16.Osipova, N. N. Autonomous Gas Fuel Supply Systems with Natural Re-Gasification of Liquefied

Hydrocar-bon Gas: Principles of Providing Gas Fuel to Customers / N. N. Osipova, S. S. Kuznetsov, I. M. Bychkova // 21st Inter-national Scientific Conference on Advanced in Civil Engineering: Construction - The Formation of Living Environ-ment, FORM 2018; Moscow State University of Civil Engineering (MGSU). Moscow: MGSU. – Vol. 365. – Issue 4. – 2018.–6 p.

17.Qiu, G. Numerical study on the condensation flow and heat transfer characteristics of hydrocarbon mixtures inside the tubes of liquefied natural gas coil-wound heat exchangers/ G. Qiu, X. Zhenfei, C. Weihua, J. Yiqiang // Applied Thermal Engineering. –Vol. 140. – 2018. – Pp. 775–786.

18.Samokhvalov, Y. Heat transfer in the structure of a spiral-wound heat exchanger for liquefied natural gas

production: review of numerical models for the heat-transfer coefficient of condensation for a hydrocarbon mixture in a horizontal tube / Y. Samokhvalov, A. Kolesnikov, A. Krotov, A. Parkin, E. Navasardyan, I. Arkharov // Journal of Enhanced Heat Transfer. – Vol. 25.– Issue 2.– 2018.– Pp. 109–120.

19.Torrexx the power of innovation: Algas -SDI / 1Form DF-0304. – USA: Seattle, Washington, 2012. – 4 p.

20.Zbiornikinazemne LPG / Above and underground LPG tanks: Catalog. – CHEMET, 2013. – 8 p.

21.Zimmer LPG Vaporiesd: algas -SDI /1 Form DF-0304. – USA: Seattle, Washington, 2012. – 4 p.

SUBSTANTIATION OF APPLICATION OF UNDERGROUND REDUCTION CHAMBER

IN LIQUEFIED PETROLEUM GAS SUPPLY SYSTEMS

N. N. Osipova 1, I. M. Bychkova 2

Yuri Gagarin State Technical University of Saratov 1, 2

Russia, Saratov

1D. Sc. in Engineering, Head of the Dept. of Heat and Gas Supply, Ventilation, Water Supply and Applied Fluid Dynamics, tel.: 8 (8452) 99-88-93, e-mail: osnat75@mail.ru

2PhD student of the Dept. of Heat and Gas Supply, Ventilation, Water Supply and Applied Fluid Dynamics, tel.: 8 (8452) 99-88-93

Statement of the problem. When reducing the vapor phase of propane-butane in the pressure regulators of the above-ground closet gas control points, water falls out in free form and at subzero temperatures of ice and crystalline hydrates formation. In order to prevent this phenomenon, methods are employed in the

38

form of applying thermal insulation and heating the inner space of the cabinet, which significantly increases the cost of the structure and the reduction process. As an alternative, the authors set forth an underground reduction chamber. The article provides a scientific rationale for the use of this underground chamber in the practice of gas supply to consumers.

Results. The configuration of the reduction chamber has been substantiated, mathematical modeling of the heat exchange processes of the chamber with the surrounding soil massif has been performed, the thickness of the thermal insulation of the ascending section of the vapor phase and the reduction chamber has been selected, and the process of reduction of the vapor phase in pressure regulators has been simulated.

Conclusions. According to the results of the studies, the cylindrical shape is optimal for the reduction chamber, which provides the minimum total surface of the enclosing structures. The implementation of the economic and mathematical model made it possible to recommend the optimal thicknesses of the thermal insulation of the chamber and the ascending section of the vapor phase, enabling the process of throttling of the liquefied petroleum gas vapor phase in pressure regulators without the release of free water and the formation of ice and hydrate plugs.

Keywords: underground reduction chamber, liquefied petroleum gas, chamber configuration, optimal thermal insulation thickness, economic and mathematical model, simulation of the reduction.

39

Научный журнал строительства и архитектуры

ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

DOI 10.36622/VSTU.2021.61.1.004 УДК 69.003.13

АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ «БЕРЕЖЛИВОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО»

С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ИНДЕКСА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТРУДА

Н. А. Понявина 1, Д. И. Емельянов 2, Е. А. Чеснокова 3, М. Е. Попова 4

Воронежский государственный технический университет 1, 2, 3, 4 Россия, г. Воронеж

1Канд. техн. наук, доц. кафедры технологии, организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью, e-mail: ponyavochka@vgasu.vrn.ru

2Канд. техн. наук, доц. кафедры технологии, организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью, e-mail: diem@vgasu.vrn.ru

3Канд. эконом. наук, доц. кафедры технологии, организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью, e-mail: zhdamirova@vgasu.vrn.ru

4Магистрант кафедры технологии, организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью, e-mail: pantera353535@mail.ru

Постановка задачи. Необходимо рассмотреть состояние экономики в стране и в мире в различных отраслях, опираясь на показатели производительности труда в разное время. Требуется выполнить сравнительный анализ применения инновационных технологий Lean Construction и Building Information Modeling в строительстве с целью повышения индекса производительности труда.

Результаты. По итогам рассмотрения экономической ситуации установлено, что необходимо повышение индекса производительности труда в строительстве. При выполнении сравнительного анализа был разработан алгоритм и формулы факторов влияния технологий бережливого строительства и информационного моделирования на повышение производительности труда в строительной отрасли.

Выводы. Для повышения индекса производительности труда необходимо внедрение технологий бережливого строительства и информационного моделирования в строительство на все этапы жизненного цикла производства, что позволит изменить саму философию строительной отрасли.

Ключевые слова: производительность труда, бережливое строительство (Lean Construction), технология информационного моделирования (BIM).

Введение. В последние годы многие страны активно стремятся повысить показатель производительности труда, который является основным фактором стабильного роста конкурентоспособности и уровня развития страны в сфере экономики. Данный показатель отражает эффективность перехода затрат рабочей силы, материалов и оборудования в качество готовой продукции. В Российской Федерации власти признали, что низкая производительность труда замедляет развитие экономики нашей страны.

© Понявина Н. А., Емельянов Д. И., Чеснокова Е. А., Попова М. Е., 2021

40