Зменшення випаровування води з відкритих водойм ультратонкими плівками полідиметилсилоксанів та регулювання водного балансу на АТ "Галичфарм" (м. Львів)
Автор: Регуш Владислав Андрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Будівництво та цивільна інженерія (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут будівництва та інженерних систем
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Регуш В.А., Жук В.М. (керівник). Зменшення випаровування води з відкритих водойм ультратонкими плівками полідиметилсилоксанів та регулювання водного балансу на АТ «Галичфарм» (м. Львів). Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2023. Розширена анотація. Магістерська кваліфікаційна робота присвячена вирішенню науково-технічної проблеми зменшення випаровування з поверхневих водних об’єктів шляхом застосування ультратонких плівок спеціальних високомолекулярних додатків, а саме полідиметилсилоксанів. Тенденція до підвищення середньорічної температури зумовлює істотне порушення водного балансу територій та водних об’єктів за рахунок суттєвого зростання втрат води на випаровування [1], відтак проблема ефективності зниження втрат води на випаровування потребує детального дослідження. Станом на 2023 рік детально вивчено зменшення випаровування за допомогою ультратонких плівок жирних спиртів, зокрема цетилового спирту або гексадеканолу (хімічна формула C16H33OН) та стеарилового спирту або октадеканолу (C18H37OН) [2–3]. Важливим практичним недоліком жирних спиртів є їх відносно висока вартість та невисока стійкість, що знижують техніко-економічну ефективність застосування захисних плівок із жирних спиртів [4]. Потенційно більш ефективним способом зменшення випаровування може бути використання ультратонких плівок полідиметилсилоксанів (ПДМС). Застосування ультратонких плівок ПДМС забезпечує стійку дію протягом тривалого часу, відповідає вимогам екологічності та нешкідливе для здоров’я людини. Натурні дослідження на рисових полях у Кенії продемонстрували позитивний ефект у результаті використання препарату Aquatain на основі ПДМС для контролю за малярійними комарами [5]. Об’єкт дослідження – зменшення випаровування з поверхневих водних об’єктів. Предмет дослідження – ефективність зниження випаровування води при використанні плівок ПДМС товщиною 1–100 мкм. Мета дослідження – отримати залежності зміни в часі основних параметрів, що характеризують зменшення швидкості випаровування за допомогою ультратонких плівок ПДМС-100 та ПДМС-200 товщиною 1 мкм, визначити залежність коефіцієнтів масовіддачі при випаровуванні від температури. Отримано динаміку зміни в часі добових значень ефекту зменшення випаровування за допомогою плівок ПДМС, а також сумарного ефекту від початку досліджень. Максимальні добові ефекти зниження випаровування отримано на 6 добі досліджень; вони становили відповідно 39,5 % для плівки ПДМС-200 та 32,9% для плівки ПДМС-100. Після майже повного припинення ефекту зменшення випаровування добавками ПДМС на 5 тижні досліджень, починаючи з 39 доби зменшення випаровування в ємностях з плівками ПДМС стабільно відновилося, але на різних рівнях. Так, у ємності з плівкою ПДМС-200 добовий ефект змінювався у діапазоні 6,4 % на 44 добу до 30,9 % на 78 добу досліджень, тоді як добова ефективність плівки ПДМС-100 не перевищувала 10,5 %. Отримано лінійні кореляції між значеннями коефіцієнта масовіддачі та температури вільної поверхні для води без добавок, а також для аналогічних ємностей з ультра-тонкими плівками ПДМС товщиною 1 мкм. Враховуючи велику тривалість ефекту зниження випаровування, ультратонкі плівки полідиметилсилоксанів особливо марки ПДМС-200 з економічної точки зору можуть бути вигідною альтернативою використання моноплівок на основі жирних спиртів. Розглянуто ефективність застосування плівок ПДМС-200 для зменшення у період з червня по жовтень випаровування води з вільної поверхні ставків-охолоджувачів системи виробничого водопостачання АТ «Галичфарм» (м. Львів). Ключові слова – водні об’єкти, жирні спирти, зменшення випаровування, полідиметилсилоксан, ультратонкі плівки. Перелік використаних літературних джерел. 1. World Meteorological Organization. State of the Global Climate 2021. WMO-№ 1290/2022. 2022. P. 54 2. Retardation of Evaporation by Monolayers: Transport Processes. Ed. V.K. La Mer. Academic Press, New York. 1962. 277 p. 3. Saggai S., Bachi O.E.K. Evaporation reduction from water reservoirs in arid lands using monolayers: Algerian experience. Water Resources. 2018. Vol. 45, 2. P. 280–288. 4. Zhuk V., Rehush A., Burchenya S., Hrytsiv O. Long-term retardation of water evaporation by ultra-thin layers of polydimethylsiloxanes in the indoor conditions. Journal of Ecological Engineering. 2021. 22(8). P. 33–40. 5. Bukhari T., Takken W., Githeko A.K., Koenraadt C.J.M. Efficacy of Aquatain, a monomolecular film, for the control of malaria vectors in rice paddies. PLoS ONE. 2011. 6 (6), e21713. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0021713.