Регулювання витрати рідини в трубопроводах введенням у потік гідродинамічно активних додатків

4. Чернюк В. В., Жук В. М. Поєднання чисельних та експериментальних методів при дослідженні течій в місцевих опорах круглих трубопроводів // Тезисы докл. I Международной конф. «Численные методы в гидравлике и гидродинамике». – Донецк, 1994. – С. 18.

5. Чернюк В. В., Жук В. М. Стабілізація витрати рідини, що витікає з резервуару при змінному напорі // Вісник Державного університету «Львівська політехніка». Теплоенергетичні системи та пристрої. – Львів: В-во ДУ»ЛП», 1996. – N304. – С. 76-80.

6. Чернюк В., Жук В. Стабілізація витрати води домішками в автоматизованій протипожежній системі з живильним резервуаром // Українсько-Польська науково-технічна конференція «Сучасні проблеми водопостачання і знешкодження стічних вод». – Poland, Poznań: Circle Design s. c, 1996. – С. 75-85.

7. Orel W., Źuk W. Zwiększenie wydajności kolektorów kanalizacyjnych poprzez wprowadzanie polimerów // Miedzynarodowa konferencja Studenckich Kół Naukowych. XIII Sejmik SKN. – Wrocław, 1996. – S. 25.

8. Чернюк В. В., Жук В. М., Піцишин Б. С., Орел В. І. Управління параметрами потоків введенням гідродинамічно активних додатків // Збірник наукових праць «Захист довкілля від техногенного впливу». – Кременчук, 1997. – С. 69-74.

9. Źuk W., Czerniuk W. Zwiększenie równomierności rozdziału wody w rurociągach na ich drodze // II Międzynarodowa konferencja Studenckich Kół Naukowych. XIV Sejmik SKN. – Wrocław, 1997. – S. 35.

10. Жук В. М. Збільшення пропускної здатності каналізаційних колекторів в екстремальних умовах введенням полімерних додатків // Збірник наукових праць «Захист довкілля від техногенного впливу». – Кременчук, 1998. -№1 (2). – С. 122-126.

11. Чернюк В. В., Жук В. М., Піцишин Б. С. Визначення ширини проміжку між неспіввісними ротором і статором // Гидравлика и гидротехника. Межвед. научно-техн. сборник. – К. : Техніка, 1998. – Вып. 59. – С. 33-36.

12. Чернюк В. В., Жук В. М., Піцишин Б. С. Визначення довжини живого перерізу потоку між неспіввісними ротором і статором // Гидравлика и гидро-техника. Межвед. научно-техн. сборник. – К. : Техніка, 1998. – Вып. 59. – С. 36-39.

13. Чернюк В. В., Жук В. М. Розподіл витрат рідини між трубопроводами шляхом введення в потік додатків // Гидравлика и гидротехника. Межвед. научно-техн. сборник. – К. : Техніка, 1998. – Вып. 59. – С. 39-43.

14. Патент № 21829 А Україна, МКВ G05D7/00. Cпосіб регулювання витрати рідини в трубопроводі та регулятор витрати / Чернюк В. В., Жук В. М. (Україна). – №96073053; Заявл. 30. 07. 96; Опубл. 30. 04. 98, Бюл. № 2. – 9 с.

15. Чернюк В. В., Піцишин Б. С., Орел В. І., Жук В. М. Вплив додатків поліакриламіду на опір раптових звужень і розширень труб // Юбилейная научно-техническая конференция «Гидроаэромеханика в инженерной практике». – Киев, 1998. – С. 125.

16. Жук В. Вплив полімерних додатків на особливості роздачі води по довжині поливних трубопроводів // Польсько-український науково-технічний симпозіум «Виклик комунальним системам водопровідно-каналізаційного господарства на порозі ХХІ віку». – Poznań – Rzeszów – Lwów: Oficyna wydawnicza politechniki Rzeszowskej. – 1999. – С. 145-152.

 

 

Жук В. М. Регулювання витрати рідини в трубопроводах введенням у потік гідродинамічно активних додатків. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05. 23. 16 – гідравліка та інженерна гідрологія. – Рівненський державний технічний університет, Рівне, 1999.

У дисертації подано наукове обгрунтування і розробка методик регулювання витрати рідини в трубопроводах за допомогою гідродинамічно активних додатків (ГДАД) з використанням ефекта Томса. Розглянуто три задачі регулювання: стабілізація витрати рідини в трубопроводі при змінному перепаді тиску на його кінцях; перерозподіл витрати рідини між декількома трубопроводами; зменшення ступеня нерівномірності роздачі рідини в трубопроводах з відбором по шляху.

Експериментально встановлено, що для сильно розведених полімерних розчинів з масовими концентраціями до 10…50 ppm коефіцієнт гідравлічного тертя зменшується зі збільшенням концентрації за лінійним законом, а значення гідродинамічної ефективності обернено пропорційне до діаметра труби в степені, близькому до одиниці.

Досліджено діапазон економічно доцільного використання ГДАД з метою зменшення втрат енергії по довжині труб. Розроблено та запатентовано спосіб регулювання витрати рідини в трубопроводі введенням в потік ГДАД і відповідний регулятор витрати. Результати роботи впроваджено у системах автоматизованого пожежогасіння.

Ключові слова: регулювання витрати, гідродинамічно активні додатки (ГДАД), ефект Томса, перерозподіл витрати, ступінь нерівномірності роздачі.

 

 

Жук В. М. Регулирование расхода жидкости в трубопроводах введением в поток гидродинамически активных добавок. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05. 23. 16 – гидравлика и инженерная гидрология. – Ровенский государственный технический университет, Ровно, 1999.

В диссертации дано научное обоснование и разработка методик регулирования расхода жидкости в трубопроводах с помощью гидродинамически активных добавок (ГДАД) с использованием эффекта Томса. Приведено обозрение и анализ гипотез, объясняющих эффект Томса.

Рассмотрены три задачи регулирования: стабилизация расхода жидкости в трубопроводе при изменяющемся перепаде давления на его концах; перераспределение расхода жидкости между двумя и более параллельными трубопроводами; повышение степени равномерности раздачи жидкости в трубопроводах с раздачей по пути.

Разработана математическая модель регулирования расхода в трубопроводе. Показано, что стабилизация расхода введением ГДАД легче достигается в трубопроводах, для которых потери напора на гидравлическое трение превышают геометрическую высоту подачи. Получены расчетные зависимости для определения количества высококонцентрированного раствора ГДАД, необходи-мого для поддержания постоянного расхода при изменяющейся разнице давлений.

Построены номограммы для определения изменения расхода жидкости в трубопроводах за счет введения добавок. Показано, что целенаправленное влияние на сопротивление цилиндрических труб и труб переменного сечения позволяет осуществлять перераспределение расхода жидкости между трубопроводами.

Проведено теоретическое исследование и численный эксперимент с использованием разработанной программы для определения распределения напоров и расходов жидкости в трубопроводах с отбором по пути. Показано, что особенности отбора полностью определяются трема безразмерными параметрами, зависящими от конструктивных особенностей трубопровода и от свойств перекачиваемой жидкости: коэфициентом расхода отверстий, скважинностью трубопровода и его приведенным гидравлическим сопротивлением.

Проведены эксперименты по влиянию полимерных добавок типа полиакриламида (ПАА) и полиоксиэтилена (ПОЭ) на величину турбулентного трения и расход жидкости в гладких трубах. Получены общие зависимости этих величин от диаметра трубопровода, концентрации добавок и числа Рейнольдса. Показано, что для сильно разбавленных полимерных растворов с концентрациями до 10 ppm коэффициент гидравлического трения уменьшается с увеличением концентрации за линейным законом, а гидродинамическая эффективность добавок типа ПАА в прямых трубах при концентрациях до 10 ppm обратно пропорциональна диаметру трубы.

Исследован диапазон экономически выгодного использования ГДАД с целью уменьшения потерь энергии на турбулентное трение по длине труб. Показано, что введение полимерных добавок эффективно для трубопроводов с длиной L> (106... 107) D. Рассчитана полезность полимерных добавок, как отношение гидродинамической эффективности к цене полимера. В диапазоне исследованных диаметров полезность ПАА украинского производства выше, чем импортного ПОЭ. Разработан и запатентован способ регулирования расхода жидкости в трубопроводе введением в поток ГДАД и соответствующий регулятор расхода.

Результаты работы внедрены в системах автоматизированного пожаро-тушения. Получен экономический эффект в размере 38 тыс. грн.

Ключевые слова: регулирование расхода, гидродинамически активные добавки (ГДАД), эффект Томса, перераспределение расхода, степень неравно-мерности раздачи.

 

 

Zhuk V. М. Regulation of the charge of a liquid in pipelines by introduction in a flow hydrodynamical active additives. – Мanuscript.

Thesis for a candidate's degree by speciality 05. 23. 16 – hydraulics and engineering hydrology. – Rivne State Technical University, Rivne, 1999.

In the thesis the scientific substantiation and development of a technique of a liquid charge regulation in pipelines with the help of the hydrodynamical active additives (HDAA) are given. Three separate tasks of regulation are considered: stabilization of the charge of a liquid in the pipeline with varied difference of pressure on its ends; redistribution of the charge of a liquid between several pipelines; decrease of a degree of a liquid distribution non-uniformity in pipelines with distribution on a way.

It was proved, that for polymer solutions with mass concentrations within range 10…50 ppm friction coefficient is linear function of the concentration. Hydrodynamical efficiency of polimeric additions is back proportional to the diameter.

The range of economically favourable using HDAA with the purpose of reduction of energy losses on length in pipes is investigated. The way of regulation of the charge of a liquid in the pipeline by HDAA introduction in a flow and appropriate regulator of the charge are developed and patented.

The results of the work have found an industrial utility in systems of the automated suppression of a fire.

Key words: regulation of the charge, hydrodynamical active additives (HDAA), Tom’s effect, redistribution of the charge, degree of a liquid distribution non-uniformity.