Реконструкція системи водопостачання м. Фастів Київської обл. (46 тис. мешканців) з дослідженням елементів автомийки
Автор: Коник Тетяна Зеновіївна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Водопостачання та водовідведення
Інститут: Інститут будівництва та інженерних систем
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Запроектовано реконструкцію системи водопостачання м. Фастів Київської обл.. Мережу розраховано на максимальну розрахункову витрату та проведено ув’язку мережі на розрахункові випадки. Джерелом водопостачання міста є річка Унава. Прийнято русловий водозабір з роздільною компановкою. Насоси насосної станції першого підйому будуть перекачувати сиру воду до очисних споруд, де відбудеться повна очистка води до показників, які відповідають питній воді, для цього буде передбачено попереднє знезараження хлором, та рух води по основних спорудах, де якісно буде проведена очистка, насосною станцією другого підйому в якій встановлено сім насосів Grundfos, марки NBG 300-250-450/445 AF2ABAQE, буде перекачування вже чистої води до міста і перших споживачів. Спеціальна частина передбачає споруду по локальній очистці стічних вод після автомийки, а саме від завислих речовин та нафтопродуктів, запроектовано додаткові споруди для руху стічних вод, зберігання, та очистки до показників оборотного водовикористання води в автомийці. Дані заходи з очищення стічних вод спрямовані на зниження навантаження на загальноміські очисні споруди, мінімізацію антропогенного впливу на навколишнє середовище і в цілому на підвищення стійкості екологічної рівноваги природних екосистем. Турбулентні потоки крізь раптові звуження труб поширені у багатьох промислових сферах, включаючи трубопровідні системи, аеронавтику, транспортування шламу, формування та екструзію . Ці місцеві гідравлічні опори (МГО) впливають на структуру потоку уверх та вниз за течією від площини звуження. Тому їх можна розглядати як джерело своєрідних збурень, які призводять до дестабілізації потоку. За принципом дії раптові звуження труб належать до МГО, де відбувається зміна площі прохідного перерізу потоку транспортованого середовища, в яких затрати енергії на утворення кільцевих вирів є переважними у місцевих втратах напору . Заходи, направлені на зменшення втрат енергії на раптовому звуженні круглої труби, мають бути ефективними при ступені звуження потоку , де D, d – діаметри труб, які утворюють цей МГО. Для систем трубопровідного транспорту їх треба впроваджувати вже на етапі проектування. Дані дослідження проводились, щоб дослідити впровадження нових методів зменшення гідравлічного опору раптового звуження труби та зменшення нерівномірності шляхової роздачі родини, зменшення втрат напору на симетричному раптовому звуженні труби та уникнення гідродинамічної кавітації у соплах системи водопостачання миття авто . Використовувались методи поєднання теоретичних основ гідравліки з постановкою гідравлічних експериментів . Одним зі способів зменшення гідравлічного опору раптового звуження труби є профілювання за допомогою різних вставок. Вставка з прямолінійною циліндричною твірною, порівняно з іншими, має більші ділянки відриву потоку. До того ж, для обчислення коефіцієнтів МГО раптового звуження труби з іншими вставками формули та графіки є відомими. Позаяк геометрична простота каналів, які симетрично звужуються, не призводить до симетричної течії, коефіцієнт взаємовпливу двох раптових звужень труби приймали як для запірних пристроїв: прямотечійних, при симетричній течії та непрямотечійних при несиметричній течії. Крім того, для зменшення гідравлічного опору раптового звуження труби можна використовувати профілювання за допомогою вставок з криволінійною чи прямолінійною зрізаною під кутом твірними. Діафрагмування потоку води забезпечували шайбами з діаметрами отвору 8 мм та 6 мм, встановленими на робочому трубопроводі внутрішнім діаметром D = 17,8 мм перед модельним соплом . Наявність гідродинамічної кавітації відповідала ступеням звуження потоку води. У дослідах витрата води без діафрагмування потоку Qо = 0,1613 л/с. Використання шайби з діаметром отвору 6 мм призводило до механічної вібрації трубопроводів та акустичного шуму. Причиною є реактивний потік рідини, що утворюється при цьому. Тому в подальших дослідженнях таке діафрагмування потоку води не проводили. Зменшення площі живого перерізу модельного сопла діафрагмуванням потоку перед ним істотно впливало на витрату води за однакових напорів. Об’єкт дослідження - Симетричне раптове звуження розподільного трубопроводу та сопла системи водопостачання автомийки. Предмет дослідження – Зменшення гідравлічного опору та вплив гідродинамічної кавітації. Мета дослідження: уточнення довжини прямолінійної циліндричної вставки при профілюванні раптового звуження труби з урахуванням взаємовпливу двох місцевих гідравлічних опорів (МГО) як запірних пристроїв. З’ясування впливу гідродинамічної кавітації на соплах на роботу системи водопостачання автомийки. Результати дослідження. 1. Виявлено неприродність запропонованої методики для обчислення довжини прямолінійної циліндричної вставки. 2. Не рекомендовано використання шайб класу точності С з діаметром отвору d < 6,6 мм для діафрагмування потоку на соплах робочого трубопроводу з внутрішнім діаметром D = 17,8 мм., в зв’язку з істотним впливом гідродинамічної кавітації на роботу системи водопостачання мийки авто. Ключові слова: гідравлічний опір, симетричне раптове звуження труби, прямолінійна циліндрична твірна, гідродинамічна кавітація. Список використаної літератури: 1. ДБН В. 2.5.-74:2013. Водопостачання. Зовнішні мережі та споруди. 2. Wang, Junye. Theory of flow distribution in manifolds. Chemical Engineering Journal, Volume 168, Issue 3, 2011, Pages 1331-1345. 3. Мурин М.Н., Литвяк А.Н., Дуреев В.А. Влияние геометрических параметров трубопроводов на потребную мощность подводимого потока жидкого огнетушащего вещества // Проблемы пожарной безопасности: Сборник научных трудов. – 2009. – Вып. 26. – C.85–88. 4. Как модернизировать водораспределение в градирне? / Реконструкция градирни, модернизация и ремонт. 5. Орел Вадим, Піцишин Богдан, Коник Тетяна. Профілювання раптового звуження круглої труби вставкою з прямолінійною циліндричною твірною // Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки. – 2021. – Вип.36. – С.48–55. DOI. 6. Orel Vadym, Pitsyshyn Bohdan, Konyk Tetiana. Hydrodynamical instability of newtonian flow before an axisymmetric sudden contraction // Theory and Building Practice. – 2021. – Vol. 3, No. 2. – P. 32–38. – 7. Орел В. І., Піцишин Б. С., Мацієвська О. О., Коник Т. З. Гідродинамічна нестабільність потоку рідини після симетричного раптового звуження труби // Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки : науково-технічний збірник. – 2022. – Вип. 39. – С. 44–52. https://doi.org/10.32347/2524-0021.2022.39.44-52 8. Яхно О.М., Матиега В.М., Кривошеев В.С. Гидродинамический начальный участок. Черновцы : Зелена Буковина, 2004. 144 с. 9. Орел В.І. Дослідження вкладу необоротних втрат у загальні втрати тиску при раптовому звуженні труби. Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки: Науково-технічний збірник. Київ : КНУБА, 2013. Вип. 21. С. 181–190. 10. Орел В.І. Зменшення гідравлічного опору раптового звуження трубопроводу за допомогою прямолінійної циліндричної вставки. Труды Второго международного научно-практического семинара «Повховские научные чтения» / под общ. ред. А.Б. Ступина. Донецк : ДонНУ, 2012. C. 28–33.