Обзор статьи

Регулирование воздушной подушки на канализационной сети дюкерного типа

УДК: 

628.31

DOI: 

10.23968/1999-5571-2021-18-4-91-99

Страницы: 

91-99

Аннотация: 

Для повышения энергоэффективности и экологической безопасности системы магистральной канализации рекомендуется применение эффекта воздушной подушки. Данный эффект позволит промывать систему, организованно отводить воздух на установку очистки воздуха и осуществлять подъем сточной жидкости за счет давления в воздушной подушке. Для надежной работы канализационной сети необходимо поддерживать требуемый уровень сточных вод в условиях постоянно меняющегося расхода газовоздушной среды. В работе предлагается конструкция узла регулирования воздушной подушки, которая работает на основе треугольного водослива. Данная конструкция позволяет сделать систему саморегулируемой и отводить излишки газовоздушной среды автоматически. Струйный поток на водосливе двигается при условии изменяющегося сечения выпускающего отверстия. Это условие принципиально отличает истечение воздушной среды от существующих исследований в области подводных воздушных и газовых струй, что является основанием для проведения собственного исследования по оценке пропускной способности треугольного водослива. Исследование струйного потока выполнено с помощью программы ANSYS CFX. Модельные расчеты проведены для диапазона расхода воздуха от 0,0078 до 1 л/с. Для оценки работы водослива в другом диапазоне расходов и при других значениях угла наклона ребра α использовалась π-теорема. Результаты исследования могут быть использованы на практике для разработки узла регулирования и внедрения системы канализации, работающей в режиме с воздушной подушкой.

Список цитируемой литературы: 

  1. Великанов Н. Л., Корягин С. И. Энергоэффективность городских сетей водоснабжения и водоотведения // Технико-технологические проблемы сервиса. 2014. № 4 (30). С. 84-88

  2. Стукалина Ю. Н., Боронина Л. В., Давыдова Е. В., Мурзаева Э. К., Лукичева И. В. Обеспечение экологической безопасности на объектах коммунального хозяйства // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2020. № 3 (33). С. 31-34

  3. Федоров С. В., Васильев В. М. Моделирование дюкера с воздушной подушкой // Вестник гражданских инженеров. 2021. № 2 (85). С. 158-165

  4. Horlacher H.-B., Helbig U. (Ed.). Rohrleitungen 2: Einsatz, Verlegung, Berechnung, Rehabilitation. 2nd ed. Springer Vieweg, 2018. 1187 / 1174 S

  5. Vasilyev V., Vasilyev F. Innovations in Saint Petersburg’s 12 km siphon sewer, Russia // Proceedings of institution of civil engineers: waste and resource management. 2016. Vol. 169. № 1. Pp. 42-51

  6. Пат. 2107782C1, Российская Федерация, МПК E03 F5/20. Канализационный дюкер / В. М. Васильев; Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. № 95120853/03; заявл. 09.12.1995; опубл. 27.03.1998

  7. Пат. 2101425, Российская Федерация, МПК E03 F5/20. Канализационный дюкер / В. М. Васильев; Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. № 95107781/03; заявл. 15.05.1995; опубл. 10.01.1998

  8. Shuai Guo, Yu Qian, Zhu D., Wenming Zhang, Edwini-Bonsu S. Effects of Drop Structures and Pump Station on Sewer Air Pressure and Hydrogen Sulfide: Field Investigation // Journal of Environmental Engineering. 2018. № 144 (3). 04018011-1-9

  9. Кутателадзе С. С., Стырикович М. А. Гидродинамика газожидкостных систем. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1976. 296 с

  10. Исаков Н. Ш., Перевезенцев В. В. Диагностика двухфазных течений в вертикальных каналах в режиме естественной циркуляции по пристеночным пульсациям давления // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2015. № 3 (102). С. 17-29

  11. Yang X., Schlegel J. P., Liu Y., Paranjape S., Hibiki T., Ishii M. Experimental study of interfacial area transport in air-water two phase flowin a scaled 8×8 BWR rod bundle // International Journal of Multiphase Flow. 2013. № 50. Pp. 16-32

  12. Lezhnin S. I., Alekseev M. V., Vozhakov I. S., Pribaturin N. A. Simulating gas (vapor) outflow into a liquid // Journal of Physics: Conf. Series. 2018. Vol. 1105. No. 1. 012081. 5 p

  13. Akabane M., Koizumi Y., Uchibori A., Kamide H., Ohshima H. Velocity of entrainments formed by high velocity air jet flow in stagnant water // Proceedings of the 22nd International Conference on Nuclear Engineering ICONE22. 2014. Pp. 1-6

  14. Sugimoto T., Saito S., Kaneko A., Abe Y., Uchibori A., Ohshima H. Visualization Study on Droplet-Entrainment in a High-Speed Gas Jet into a Liquid Pool // Proceedings of the 26th International Conference on Nuclear Engineering ICONE26. 2018. Pp. 1-6

  15. Иванников А. В. Экспериментальное исследование истечения газожидкостной струи через слой жидкости: автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 2007. 24 с

  16. Гизатулин Р. А. Закономерности распределения газовой фазы в жидкости при продувке снизу // Вестник Южно-Уральского гос. ун-та. Серия: Металлургия. 2006. № 10 (65). С. 63-68

  17. Tang J., Li S., Wang N., Wei Y., Wei S. Flow Structures of Gaseous Jet Injected into Liquid for Underwater Propulsion // Acta Mechanica Sinica (Acta Mech Sin). 2010. № 27 (4). Pp. 461-472

  18. Tang Y., Li S. Research into the characteristics of horizontal gaseous jets underwater // Journal of Vibroengineering. 2016. № 18 (7). Pp. 4678-4691

  19. Zhang X., Li S., Yu D., Yang B., Wang N. The Evolution of Interfaces for Underwater Supersonic Gas Jets // Water. 2020. № 12 (2). 488. Pp. 1-18

Ключевые слова: 

Полный текст (файл): 

PDF

Авторы: 

Федоров С. В. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург, Россия

Васильев В. М. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург, Россия

Другие статьи авторов: 

Выпуск журнала

№ 4 (87) Август 2021