Ключевые слова: многолетнемерзлые грунты, тепловое взаимодействие, термостабилизация, сезонно-действующее охлаждающее устройство (СОУ), трубопровод.
Величина отрицательной температуры является самым главным фактором, определяющим прочность мерзлых грунтов и, следовательно, их несущую способность при использовании в качестве оснований трубопроводов. Поэтому перевод грунтов из пластично-мерзлого состояния в твердомерзлое состояние не только обеспечивает повышенную безопасность сооружения при непредвиденном изменении температуры мерзлых грунтов, но и дает большой экономический эффект. Наиболее эффективными как по своей холодопроизводительности, так и по простоте эксплуатации и экономичности являются саморегулирующиеся сезонно-действующие охлаждающие устройства (СОУ) с замкнутой конвекцией хладагента парожидкостного (аммиак, двуокись углерода, фреон) типа. Устройства с замкнутой конвекцией парожидкостного хладагента отличаются высокой холодопроизводительностью, поскольку фазовые превращения происходят с поглощением и выделением большого количества тепла (например, для аммиака - 1300 кДж/кг). Рассмотрен вопрос теплового взаимодействия горячего трубопровода с многолетнемерзлыми грунтами при термостабилизации одиночными вертикальными СОУ. Сформулированы граничные условия на границе трубопровод - грунт, СОУ - грунт, воздух - грунт. Определен ореол промерзания и протаивания грунтов вблизи заглубленного трубопровода. Составлена конечно-разностная аппроксимация трехмерного уравнения теплопроводности. Разработаны алгоритм и его реализация, позволяющие прогнозировать трехмерное температурное поле грунта вблизи заглубленного трубопровода и СОУ. Алгоритм учитывает сезонное изменение температуры и количества осадков на поверхности грунта, неоднородность грунта по составу и теплофизическим свойствам многолетнемерзлых грунтов.
