The 16 reference contexts in paper E. Taletskiy N., Е. Талецкий Н. (2015) “МЕТОД ОЦЕНКИ ЧАСТОТНЫХ СВОЙСТВ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ТЕРМОИЗОЛИРОВАННЫХ ТРУБ ДЛЯ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ТЕПЛОСЕТЕЙ // METHOD OF ESTIMATION FREQUENCY PROPERTIES OF THE PREINSULATED PIPES FOR MONITORING THE STATUS OF HEATING NETWORKS” / spz:neicon:pimi:y:2014:i:1:p:99-105

  1. Start
    1098
    Prefix
    Ключевые слова: мониторинг, трубопровод, ПИ-труба, частотная характеристика, поверхностный импеданс. Введение На современном этапе развития теплосетей широкое применение получили предварительно термоизолированные трубы (ПИ-трубы)
    Exact
    [1]
    Suffix
    . Они имеют ряд существенных преимуществ при организации теплоснабжения по сравнению с традиционными способами. Однако использование данного типа труб влечет за собой ряд проблем, требующих решения.
    (check this in PDF content)

  2. Start
    1534
    Prefix
    Одной из таких проблем является необходимость контроля и диагностики состояния труб. Для организации мониторинга возможно использование электромагнитных методов. В частности, возможна адаптация под эти нужды RFID-технологии
    Exact
    [2]
    Suffix
    . В этом случае труба будет выступать как неприспособленная направляющая система [3] (линия передачи). Целью работы является рассмотрение частотных свойств ПИ-труб в грунте и анализ применимости частотных характеристик неприспособленных направляющих систем для мониторинга состояния трубопроводов теплоснабжения.
    (check this in PDF content)

  3. Start
    1624
    Prefix
    Для организации мониторинга возможно использование электромагнитных методов. В частности, возможна адаптация под эти нужды RFID-технологии [2]. В этом случае труба будет выступать как неприспособленная направляющая система
    Exact
    [3]
    Suffix
    (линия передачи). Целью работы является рассмотрение частотных свойств ПИ-труб в грунте и анализ применимости частотных характеристик неприспособленных направляющих систем для мониторинга состояния трубопроводов теплоснабжения.
    (check this in PDF content)

  4. Start
    2377
    Prefix
    неприспособленной направляющей системе с допустимыми для контроля параметрами, необходимо определить ее частотные характеристики, в частности зависимости коэффициента затухания и коэффициента фазы. Примером использования в качестве неприспособленных линий передачи различных коммуникационных систем может служить передача телеметрической информации по линиям электропередач (ЛЭП)
    Exact
    [3]
    Suffix
    , а также передача энергии по нефтепроводу [4]. В данной работе неприспособленные линии передачи в виде системы ПИ-труб в грунте предлагается использовать для диагностики и мониторинга трубопроводов сети теплоснабжения.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    2422
    Prefix
    Примером использования в качестве неприспособленных линий передачи различных коммуникационных систем может служить передача телеметрической информации по линиям электропередач (ЛЭП) [3], а также передача энергии по нефтепроводу
    Exact
    [4]
    Suffix
    . В данной работе неприспособленные линии передачи в виде системы ПИ-труб в грунте предлагается использовать для диагностики и мониторинга трубопроводов сети теплоснабжения. Описание типовой конструкции предварительно термоизолированной трубы Конструктивные особенности рассматриваемых ПИ-труб соответствуют действующим нормативно-правовым актам стран СНГ и ЕС [1, 5, 6
    (check this in PDF content)

  6. Start
    2807
    Prefix
    Описание типовой конструкции предварительно термоизолированной трубы Конструктивные особенности рассматриваемых ПИ-труб соответствуют действующим нормативно-правовым актам стран СНГ и ЕС
    Exact
    [1, 5, 6]
    Suffix
    . На рисунке 1а приведена схема типовой конструкции ПИ-трубы. В качестве упрощенной модели для исследования взята система ПИ-труб без учета стыковых соединений. В силу сложности структуры для анализа взята часть трубы (сектор) без проводников-индикаторов системы оперативного дистанционного контроля (рисунок 1б).
    (check this in PDF content)

  7. Start
    3370
    Prefix
    В силу сложности структуры для анализа взята часть трубы (сектор) без проводников-индикаторов системы оперативного дистанционного контроля (рисунок 1б). Эта система является реализацией актуального метода мониторинга, который применяется для контроля состояния ПИ-труб существующих теплосетей
    Exact
    [7]
    Suffix
    . а б Рисунок 1 – Типовая конструкция ПИ-трубы: а – изображение ПИ-трубы целиком; б – сектор ПИ-трубы; 1 – труба-оболочка; 2 – изоляция из пенополиуретана; 3 – стальная труба; 4 – проводникииндикаторы системы оперативного дистанционного контроля; 5 – грунт Результаты и их обсуждение Одной из основных задач при исследовании структуры ПИ-трубы является учет
    (check this in PDF content)

  8. Start
    4045
    Prefix
    В конкретном частном случае в рассмотрении участвует грунт, расположенный непосредственно под трубой (рисунок 1б). Для решения задачи влияния грунта воспользуемся методом зеркальных отображений
    Exact
    [8]
    Suffix
    . Суть метода заключается в замене конечно-проводящей поверхности на идеально-проводящую поверхность, отнесенную на некоторое комплексное расстояние h1 (рисунок 2 ). Метод зеркальных отображений используется, к примеру, для нахождения распределения полей в электровакуумных приборах.
    (check this in PDF content)

  9. Start
    4850
    Prefix
    Существует несколько способов нахождения глубины залегания идеально проводящей поверхности h1. Наиболее простой и наглядный – сравнение поверхностных импедансов на уровне x = 0 для двух вариантов (рисунок 3а)
    Exact
    [8]
    Suffix
    . Применительно к методу зеркальных отображений упрощенная модель, изображенная на рисунке 1б, претерпит некоторые изменения. Во-первых, воздух заменен на пенополиуретан: такая замена справедлива ввиду того, что относительная диэлектрическая проницаемость воздуха εв ≈ 1, а аналогичная величина для пенополиуретана – εп = 1,1.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    5790
    Prefix
    Строгое решение задачи о распространении ЭМВ над слоистой средой имеет сложный вид, и его трудно применять для численных расчетов. Но, используя понятие поверхностного импеданса, можно получить приближенное решение
    Exact
    [9]
    Suffix
    . Для варианта A (рисунок 3б) при распространении поперечной электрической волны значение поверхностного импеданса можно определить по следующей формуле [8]: , 1 2 г 2 п г   Z ZA (1) где γп – постоянная распространения в пенополиуретане, 1/м, причем ;0п0 22 п γг – постоянная распространения в грунте, 1/м, причем ;0гг02гjj Zг – волновое сопротивл
    (check this in PDF content)

  11. Start
    5955
    Prefix
    Но, используя понятие поверхностного импеданса, можно получить приближенное решение [9]. Для варианта A (рисунок 3б) при распространении поперечной электрической волны значение поверхностного импеданса можно определить по следующей формуле
    Exact
    [8]
    Suffix
    : , 1 2 г 2 п г   Z ZA (1) где γп – постоянная распространения в пенополиуретане, 1/м, причем ;0п0 22 п γг – постоянная распространения в грунте, 1/м, причем ;0гг02гjj Zг – волновое сопротивление грунта, Ом, причем ; гг0 0 г   j j Z ω – круговая (циклическая) частота, рад/с; ε0 = 8,85·10-12 – электрическая постоянная, Ф/м; μ0 = 4π·10-7 – магнитн
    (check this in PDF content)

  12. Start
    6713
    Prefix
    , рад/с; ε0 = 8,85·10-12 – электрическая постоянная, Ф/м; μ0 = 4π·10-7 – магнитная постоянная, Гн/м; εп, εг – относительные диэлектрические проницаемости пенополиуретана и грунта, соответственно; σг – проводимость грунта, См/м. Случай B можно рассмотреть как распространение ЭМВ над двухслойной средой. Методы получения значений поверхностного импеданса для многослойных сред
    Exact
    [10]
    Suffix
    разработаны так же, как и для однородной среды. Они получаются при расчете падения плоской вертикально поляризованной волны на поверхность раздела. В этом случае выражение для нахождения поверхностного импеданса имеет вид: Bпth ,MZZ причем: hfjM10,2, п0 0 п   Z (2) где пZ – поверхностный импеданс границы раздела пенополиуретан – первый слой (в данном случае та
    (check this in PDF content)

  13. Start
    7685
    Prefix
    глубины залегания идеально-проводящей поверхности h1 путем сравнения поверхностных импедансов: а – общий случай; б – результат, полученный применением метода зеркальных отображений а б Выражение под квадратным корнем в формуле (2) есть не что иное, как постоянная распространения радиоволн в пенополиуретане: Bth .1ппhZZ Для малых значений h1 (0,51пh) th 1п1пhh
    Exact
    [8]
    Suffix
    и тогда: B0п110.hjhZZ (3) Приравняв правые части выражений (1) и (3) получим формулу для нахождения h1:  . 1 1 1 2 п 2 г 2 г 2 пг 1    h (4) Величина h1 из выражения (4) представляет собой обратную величину постоянной распространения радиоволн γ в направляющей системе, изображенной на рисунке 1б.
    (check this in PDF content)

  14. Start
    8181
    Prefix
    Пусть волна в направляющей системе распространяется в сторону возрастающих значений по оси z. Тогда векторы E и H в любой точке поля представляют следующую функцию от координаты z
    Exact
    [11]
    Suffix
    : γee,ee101--o0,05αβα--hzjzzzjzz (5) где α (α° = 8,686α) – коэффициент затухания в направляющей системе, 1/м (дБ/м); β – коэ ффициент фазы в направляющей системе, 1/м. Выразив γ = α + jβ из выражения (5) через h1: , 11 " 1 ' 11ihh j h   (5) получим выражения для коэффициента затухания α (6) и коэффициента фазы β (7): , 2 1 "2 1 '4 "21 1 '2 1 h h hh 
    (check this in PDF content)

  15. Start
    9690
    Prefix
    6 – Амплитудно-частотная характеристика неприспособленной направляющей системы Рисунок 7 – Фазочастотная характеристика неприспособленной направляющей системы На приведенных графиках (рисунки 4–7) сплошная линия соответствует сухому грунту (εсг = 4,243; σсг = 1,483·10-4 См/м), пунктирная – влажному грунту (εвг = 17,321; σвг= 9,487·10 -3 См/м)
    Exact
    [12]
    Suffix
    . Для построения графиков на рисунках 4–7 использовался программный пакет автоматизированного проектирования Mathcad. Допустимым значением коэффициента затухания α было принято значение равное 8 дБ/м.
    (check this in PDF content)

  16. Start
    10057
    Prefix
    Допустимым значением коэффициента затухания α было принято значение равное 8 дБ/м. Выбор допустимого значения α обусловлен типовыми параметрами системы RFID: мощностью излучения передатчика и величиной чувствительности RFID-метки
    Exact
    [2]
    Suffix
    . В качестве расстояния от передатчика до метки взята одна из типовых длин ПИ-трубы (6 м). Таким образом, при значении коэффициента затухания α = 8 дБ/м будет возможно считывание метки расположенной на противоположной от передатчика стороне ПИ-трубы.
    (check this in PDF content)