2019. — Т 11. — №3 - перейти к содержанию номера...

Постоянный адрес этой страницы - https://esj.today/76savn319.html

Полный текст статьи в формате PDF (объем файла: 853.9 Кбайт)

Ссылка для цитирования этой статьи:

Орехов, Г. В. Струйная контрвихревая аэрация в инженерных системах городских водных объектов / Г. В. Орехов // Вестник Евразийской науки. — 2019. — Т 11. — №3. — URL: https://esj.today/PDF/76SAVN319.pdf (дата обращения: 24.04.2024).

Струйная контрвихревая аэрация в инженерных системах городских водных объектов

Орехов Генрих Васильевич
ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский московский государственный строительный университет», Москва, Россия
Профессор кафедры «Гидравлики и гидротехнического строительства»
Доктор технических наук, доцент
E-mail: orehov_genrih@mail.ru

Аннотация. Открытые водные объекты на урбанизированных территориях играют важную роль в формировании городской инфраструктуры. В то же время, они находятся под постоянным воздействием мощных антропогенных факторов, приводящих к быстрому загрязнению городской гидросферы. Самоочистительной способности воды в этих условиях оказывается недостаточно, поэтому необходимо применять дополнительные инженерные мероприятия. Основными способами такой поддержки водного объекта на должном уровне является создание искусственной циркуляции и обеспечение необходимого уровня растворённого кислорода в воде. Статья посвящена исследованию контрвихревых струйных аэраторов, которые могут входить в состав городских гидротехнических инженерных комплексов, обеспечивающих эти мероприятия.

Наиболее эффективным способом доставки кислорода в воду является струйная газожидкостная аэрация. Процесс аэрации заключается в генерации пузырьков воздуха в водном массиве, позволяющий быстро растворить кислород воздуха в воде. Наряду с молекулярной и турбулентной диффузией, а также созданием за счёт кинетической энергии аэрированной струи циркуляции потока, растворённый кислород охватывает весь массив водоёма. В статье приведены результаты исследования гидравлических характеристик контрвихревых аэраторов.

Контрвихревое течение является сложным, искусственно созданным, течением, которое обладает двумя важными свойствами: появлением приосевой полости разрыва сплошности потока с давлением, ниже атмосферного и чрезвычайно высокой степенью турбулентности воды в камере смешения. Эффекты в полной мере используются в контрвихревом струйном аэраторе. В камере смешения устройства за счёт турбулентной диспергации образуется большое количество малых по размеру пузырьков, что позволяет запустить процесс растворения кислорода воздуха уже в проточной части устройства.
Исследование проводилось физическими методами с помощью модельных испытаний на специально созданном экспериментальном стенде. В результате проведённых опытов были получены зависимости пропускной способности устройства по воде и по воздуху. Значения пропускной способности явились основой для вычисления коэффициентов расхода как по воде, так и по воздуху в зависимости от действующего напора. В результате проведённых исследований были получены коэффициенты эжекции, являющимся важным параметром, характеризующим контрвихревой струйный аэратор с точки зрения эффективности его работы.

Ключевые слова: гидротехнические водосбросы; кинематика потока; структура течения; гашение энергии; скорость; расход; давление; кавитация

Скачать