Українська академія аграрних наук
Українська академія аграрних наук
ІНСТИТУТ ГІДРОТЕХНІКИ і МЕЛІОРАЦІЇ
Чарний Дмитро Володимирович
УДК 627.83:626.82.004:628.134
Вдосконалення способів водо – і енергозбереження
в розгалужених зрошувально - обводнюючих системах
05.20.05 - Гідротехнічні меліорації
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Київ - 1998
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Інституті гідротехніки і меліорації
Української Академії Аграрних Наук
Науковий керівник: | Хоружий Петро Данилович доктор технічних наук, професор, завідуючий відділом сільськогосподарського водопостачання і каналізації Інституту гідротехніки і меліорації УААН;
Офіційні опоненти: | Пивовар Микола Григорович доктор технічних наук, професор, заслужений меліоратор України, завідуючий відділом Інституту гідромеханіки НАН України;
ПОПОВ ВІКТОР МИКОЛАЙОВИЧ, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, завідуючий відділом
Інституту гідротехніки і меліорації УААН
Провідна установа: | Київський Державний технічний університет будівництва і архітектури, кафедра технології будівельного виробництва
Захист відбудеться " 2 " грудня 1998 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.362.01 при Інституті гідротехніки і меліорації УААН за адресою 252022, Київ-22 вул. Васильківська, 37.
З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту гідротехніки і меліорації УААН.
Автореферат розісланій " 31 " жовтня 1998 р.
Вчений секретар спеціалізованої
вченої ради, кандидат с . -г. наук Л. М. Фененко
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми Сталий розвиток суспільства неможливий без вирішення економічних проблем, до числа яких відноситься і проблема ресурсозбереження в системах водного господарства, особливо, водо – і енергозбереження.
Вода має виключно важливе значення як основний фактор забезпечення людства продуктами харчування та іншими умовами життя на землі. Перед вченими, спеціалістами водного господарства та економістами виникла складна проблема забезпечення населення водою вже на найближчу перспективу.
Сучасні зрошувальні системи, комунальні, виробничі та сільськогосподарські водопроводи є крупними споживачами води і електроенергії. В зв'язку з цим розробка і впровадження заходів по вдосконаленню ресурсозберігаючих технологій в системах водного господарства, спрямованих на економію води і електроенергії, має виключно важливе значення.
Раціональне використання води та других ресурсів залежить від характеристик всього комплексу технологічного процесу: забору, очищення, подачі, транспортування, розподілу і її споживання. Отже, проблема вдосконалення цього процесу є актуальною і носить комплексний характер.
Метою дисертаційної роботи є вдосконалення технологій забору, подачі та контролю за транспортуванням і споживанням води для зменшення втрат води і електроенергії в системах водного господарства.
Для досягнення поставленої мети були визначені наступні задачі:
-
проаналізувати роботу систем забору, подачі і транспортування води;
-
розробити методику визначення розрахункових витрат води на тваринницьких фермах і комплексах, виходячи із процедурних характеристик водоспоживання;
-
шляхом експериментальних досліджень встановити раціональні конструктивні і технологічні параметри фільтрувального завантаження та розробити нові конструкції водозабірно – очисних споруд;
-
вдосконалити методику вимірювань витрат води по парціальній схемі в трубах великого діаметру та методику визначення місць втрат води;
-
розробити рекомендації по вибору раціональних режимів подачі води насосною станцією в напірний резервуар при диференційованій платі на протязі доби за споживану електроенергію.
Наукова новизна роботи полягає в наступному:
-
обгрунтована і розроблена методика визначення розрахункових витрат води на тваринницьких фермах із врахуванням фактичних процедурних характеристик утримання тварин;
-
розроблені нові конструкції водозабірно – очисних споруд та визначені раціональні параметри їх фільтрувального завантаження;
-
вдосконалено методики водообліку в трубах великого діаметра по парціальній схемі та визначення місць втрат води із водопровідних систем за допомогою манометричної зйомки;
-
запропоновано метод розрахунку раціональних режимів подачі води насосною станцією в напірний резервуар при диференційованій на протязі доби платі за споживану електроенергію.
Основні положення, що виносяться на захист:
-
методика розрахунку потреби у воді при проектуванні тваринницьких об'єктів, основана на врахуванні прийнятих технологій утримання тварин;
- вдосконалені конструкції водозабірних споруд з фільтруючим плаваючим завантаженням;
- методика виявлення місць втрат води з допомогою манометричної зйомки;
- методика оптимізації спільної роботи гідротехнічних споруд локальних водоводів з урахуванням внутрішньодобової диференціації вартості електроенергії.
Практичне значення роботи:
1.
Розроблена методика дозволяє точніше визначати витрати води при проектуванні об`єктів тваринництва.
1.
Запропоновані виробництву нові конструкції водозабірно – очисних споруд, які не тільки очищують воду, але й затримують мальків риб та значно економлять воду і електроенергію а також сприяють захисту довкілля.
1.
Розроблені автором методи водообліку і визначення місць втрат води, які дають можливість економити воду і раціонально витрачати її.
1.
Створені рекомендації по розрахунку раціональних режимів роботи насосної станції дадуть змогу зменшити витрати на електроенергію для подачі води.
Особистий внесок здобувача:
1.
Вдосконалено прилад для автоматичної реєстрації витрат води, що проходить по трубопроводу, і виконані експериментальні дослідження водоспоживання на тваринницьких фермах.
1.
Виконана математична обробка результатів експериментів на ЕОМ у програмах EXEL та COSTAT, і запропонована методика розрахунку витрат води на тваринницьких фермах з урахуванням процедур водоспоживання.
1.
Виготовлена лабораторна установка, виконані гідравлічні дослідження роботи фільтрів водозабірно – очисних споруд та розроблені рекомендації по їх проектуванню і експлуатації.
1.
Створена математична модель роботи розгалужених водопровідних систем, проведені дослідження водолічильника, що діє по парціальній схемі, виконано манометричну зйомку розгалуженої водопровідної системи та розроблена методика визначення місць втрат води в системі.
1.
Встановлені оптимальні режими роботи насосних станцій при різних режимах водоспоживання в умовах ринкової економіки.
Апробація роботи і публікації:
Основні положення і окремі розділи роботи доповідались на науково – практичних конференціях: "Сучасні проблеми водопостачання і знешкодження стічних вод" (Львів, 1996); "Проблеми ефективного використання водних ресурсів та меліорації земель" (Київ,1996); "Актуальні проблеми водного господарства" (Рівне, 1997); 53 – ій науково – технічній і науково – методичній конференції, ХДТУБіА
(Харків – 1998); IV Всеукраїнський науково – практичній конференції "Вода проблеми і рішення" (Дніпропетровськ, 1998), Міжнародній науково – технічній конференції "Питьевая вода – 98" (Одеса, 1998).
Результати досліджень по темі дисертації опубліковані у 9 статтях у наукових журналах та збірниках. Одержано рішення про видачу патента України на винахід.
Зміст роботи:
Розділ 1. Аналіз причин втрат води і електроенергії в системах сільськогосподарського водопостачання.
Основою раціонального використання води є наукове нормування її споживання, оскільки через нормування можна здійснювати контроль за витрачанням води.
Вивченням фактичного водоспоживання в сільській місцевості займались відомі вчені і спеціалісти - В.С. Оводов, М.А. Карамбіров, Г.М. Мелікян,
М.А. Єрохін, В.М. Долинська, А.А. Кемелев, К.А. Небольсіна, М.І. Першин,
Л.А. Шопенський, Й.П. Будріс, В.П. Хоружий та інші. Вивчення питомих витрат води базувалось на аналізі показників водолічильників при виконанні досліджень в натурних умовах. Проте при цьому реєструвалися як корисні витрати води, так і нераціональне водоспоживання. Тому експериментальний метод треба було доповнити методом аналітичного нормування, при якому вивчаються не тільки загальна величина споживання води, але і її складові елементи (процедурні витрати). Це дає змогу точно оцінити корисні витрати, а також прогнозувати споживання води.
Для умов України режим водоспоживання на тваринницьких фермах недостатньо вивчено, а методика визначення розрахункових витрат води є недосконалою, оскільки не враховує конкретних процедурних операцій використання води на технологічні потреби.
Раціональне використання води залежить від удосконалення всього технологічного процесу її добування, очищення, подачі, транспортування, розподілу і споживання.
Основними шляхами економного витрачання води і електоренергії в системах водного господарства є:
1)
удосконалення методики визначення розрахункових витрат води споживачами на основі врахування існуючої технології водокористування;
1)
застосування водозабірно – очисних споруд з метою рибозахисту і затримання основної маси забруднень безпосередньо у водному джерелі;
1)
удосконалення методики водообліку в трубах великого діаметру на розгалужених водоводах з метою економічного стимулювання водозбереження;
1)
розробка методики виявлення місць прихованих витіків та неконтрольованих відборів води з трубопроводу;
1)
оптимізація режимів сумісної роботи насосів і резервуарів в умовах диференційованої плати за споживану електроенергію.
Розділ 2. Вдосконалення методики визначення розрахункових витрат води на
тваринницьких фермах при проектуванні обводнювальних систем
Дослідження водоспоживання здійснювались нами на тваринницькій фермі велиої рогатої худоби м'ясо–молочного напрямку в с. Гореничі та на свинокомплексі в с. Дмитрівка Київської області. Була розроблена методика проведення досліджень. Встановлено, що розрахункова кількість спостережень для отримання необхідної достовірності становить для ферми ВРХ – 26, а для свинокомплексу – 29 дослідів.
Годинні витрати води визначались за допомогою самопишучих приладів, які встановлювали на водолічильниках. Такі прилади були розроблені нами з використанням методики перевірки водолічильників Луцького заводу.
Обробка інформації виконувалась за кожну добу. Спочатку будувались графіки погодинних витрат води, потім на них накладались графіки операційного розпорядку дня, в результаті чого встановлювались фактичні витрати води на процедурні операції.
Дослідження показали, що максимальні коефіцієнти нерівномірності погодинного водоспоживання залежать від кількості тварин і витрат води на одну голову. Їх можна обчислювати за формулами:
а) для ферми ВРХ
Кч. макс = 3,528 – 0,002N – 0,006qn; (1)
б) для свинокомплексу
Кч. макс = 11,305 – 1,424N + 0,049N2 + 0,145qn2 – 1,625qn; (2)
де N – кількість тварин, тис. гол; qn – витрата води на одну голову, л/добу.
Виконані дослідження показали, що для ферм ВРХ питоме водоспоживання знаходиться в межах qn = 108…130 л/добу на одну голову, а максимальний коефіцієнт нерівномірності погодинного водоспоживання Кч. макс = 2,25…3,49. Для свинокомплексу питоме водоспоживання знаходиться у межах qn = 14…98 л/добу на одну голову, а Кч. макс = 2,45…6,86.
Нами розроблена методика визначення максимальної погодинної витрати води, яка споживається на тваринницьких фермах. В основу її покладено використання набору технологічних процедур і відповідних витрат води на них. Перевірка показала, що цей метод на 17% точніший, ніж типова методика визначення розрахункових витрат води.
Розділ 3. Дослідження роботи водозабірно – очисних споруд з плаваючим фільтрувальним завантаженням на зрошувально – обводнюючих системах.
Для визначення оптимальних конструктивних і технологічних параметрів фільтрів у водозабірно – очисних спорудах нами були виконані лабораторні дослідження роботи фільтра з плаваючим фільтрувальним завантаженням із спіненого полістиролу з діаметрами гранул від 3,5 до 10 мм і товщиною завантаження від 0,3 до 0,6 м при висхідному русі води із швидкістю від 30 до 60 м/год. Лабораторна установка (рис. 1) була розміщена на території експериментально – механічного заводу в с. Юровка Київської області. Завданням експериментальних досліджень було встановлення залежності втрат напору на початку фільтроцикла від товщини фільтрувального завантаження l і швидкості фільтрування води Vф:
hф = f(l, Vф) (3)
В процесі виконання досліджень температура води і фракційний склад фільтрувального завантаження (еквівалентний діаметр зерен dе та коефіцієнт їх неоднорідності Кн) підтримувались постійними, а змінні фактори l, Vф були контрольованими, тобто для конкретного досліду їх значення були заданими і постійними. Встановлено, що загальна кількість різних дослідів повинна
дорівнювати 16.
За допомогою ситового аналізу було встановлено гранулометричний склад досліджуваного фільтрувального завантаження із спіненого полістиролу. Його характерні параметри виявилися такими: d10 = 5,28 мм; d80 = 6,88 мм; dе = 8,13 мм;
Кн = 1,30. Діаметри часток спіненого полістиролу знаходились в межах 3,5 – 10 мм.
При виконанні лабораторних досліджень змінювались слідуючи параметри:
а) товщина фільтрувального завантаження:
l1= 0,3 м; l2= 0,4м; l3= 0,5м; l4= 0,6м;
б) швидкість фільтрування води:
V1=30м/год; V2=40м/год; V3=50м/год; V4=60м/год.
Втрати напору вимірювались з допомогою п'єзометрів, прикріплених до корпусу фільтра через 7,5 – 20 см, а товщина фільтрувального завантаження – за допомогою лінійки з точністю до 1 мм. Значення швидкості фільтрування води вимірювались з точністю до 0,1м/год.
Рис. 1. Схема пристрою для вивчення гідравлічних характеристик плаваючого фільтруючого завантаження з крупногранульного пінополістиролу.
1 - шланг подачі вхідної води; 2 - корпус пристрою стабілізатора напору;
3 – переливний пристрій; 4 - кран – регулятор подачі води; 5 - шланг для скидання переливної води; 6 - компенсатор втрат напору на фільтрі; 7 - корпус фільтру;
8 - решітка для утримання завантаження; 9 - шланг для подачі води на фільтр;
10 - плаваюче завантаження з гранул пінополістиролу; 11 - шланг для визначення швидкості фільтрування; 12 – пьезометри; 13, 14, 15- вентилі; 16- патрубок для випуску повітря.
По результатах експериментальних досліджень побудовані графіки залежності hф = f(l, Vф), представлені на рис. 2, з яких видно, що залежність втрати напору від швидкості фільтрування води мають приблизно лінійну залежність при значеннях останньої не більше 50 м/год або 1,4 см/с.
Отже, для досліджуваного пінополістирольного завантаження із середнім діаметром dе = 0,813 см при висхідній фільтрації з швидкістю до Vф1,4 см/с ненапірна фільтрація Дарсі має таку верхню межу застосування:
Vфdф 1,4*0,813= 1,14 см2/с (4)
або при числі Рейнольдса
Re = (Vd)/114 (5)
Отже, для пінополістирольного фільтрувального завантаження із середнім діаметром гранул dе 8 мм при висхідному фільтруванні із сталою швидкістю
Vф 50 м/год відбувається ламінарний рух води, який можна виразити формулою Дарсі
Vф=КфI, (6)
При цьому коефіцієнти фільтрації знаходяться в межах Кф = 10…17 см/с, а гідравлічний похил I 0,8…0,14. Ці значення справедливі для початкового періоду фільтрування (Тф = 0).
При швидкості висхідного фільтрування води Vф, що перевищує 50 м/год, через пінополістирольне завантаження з d = 3,5…10 мм і товщиною l = 0,3…0,6 м, виникає турбулентна фільтрація, для якої гідравлічний похил можна виразити формулою
I = 0.08 Vф + Vф2 (7)
Похибка при її застосуванні не перевищує 17 %.
Таким чином, виконані гідравлічні дослідження показали можливість застосування у водозабірно – очисних спорудах крупногранульного пінополістирольного фільтрувального завантаження з діаметром зерен
d = 3,5…10 мм, і з товщиною фільтруючого шару l = 0,3…0,5м, та швидкості фільтрування Vф= 40 – 50 м/год. В такому завантаженні початкові втрати напору не перевищували hф = 0,12 м.
Автором розроблені технологічні схеми і конструкції водозабірно – очисних споруд з плаваючим фільтруючим завантаженням. Це конструкції слідуючих водозаборів:
а) водозабір сифонно – фільтруючого типу;
б) водозабір з трубчатим фільтруючим оголовком;
в) плаваючий фільтруючий водозабір;
г) шахтний водозабір.
Такі споруди виконують попереднє очищення води і забезпечують вимоги рибозахисту.
На запропоновані автором конструкції отримано рішення центру патентної експертизи України про видачу патенту на винахід або видані справки про пріоритет цих розробок.
Розділ 4. Розробка засобів водозбереження в системах подачі і розподілу води
Однією з обов'язкових умов водозбереження є правильно організований і надійний водооблік. В трубах великих діаметрів розгалужених водорозподільчих систем вимірювання витрат води доцільно виконувати по парціальній схемі (рис. 3), яка дешевша в будівництві, простіша в експлуатації і не вимагає підведення елктроенергії, що особливо важливо у польових умовах. Вдосконалення методики використання таких приладів здійснювалось на основі результатів досліджень, проведених автором на Єланецькому груповому водопроводі.
Рис.3 Схема парціального водолічільного вузла із стисненням потоку води на Єланецкому груповому водопроводі:
1- магістральний водовод; 2- діафрагма; 3- байпас; 4- задвижки;
5- турбінний водолічильник.
Витрату води в магістральному водопроводі при використанні парціальних водовимірювальних систем слід визначати за формулою
, (8)
де Qм і Qб - витрати води, відповідно у магістральному водопроводі і байпасі, м3/с;
Sд і Sб – гідравлічний опір рухові води, відповідно діафрагми і байпасу, с5/м;
Значення Sд та Sб приймають по табл. 1. і табл. 2.
Таблиця. 1
Гідравлічний опір Sд в залежності від діаметра трубопроводу D і діафрагми d
Діаметр трубопроводу Д, мм |
400 |
450 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000
Величина
Sд с/м5 для співвід-ношення d/D | 0,6 | 37.861 | 23.597 | 15.602 | 7.462 | 4.025 | 2.361 | 1.472 | 0.966
0.7 |
15.890 |
9.881 |
6.509 |
3.122 |
1.682 |
0.988 |
0.615 |
0.4.04
Таблиця 2
Гідравлічний опір у байпасі Sб
Калібр водлічільника |
50 |
80 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300
Значення Sб, с/м5 |
26500 |
2070 |
575 |
130 |
45,3 |
19,4 |
8,3
Недоліком парціальної схеми є відносно низька її точність при швидкості руху води, меншій 1,3м/с. Нами розроблено спосіб водообліку в системах з малими швидкостями руху води (V=0,2-1,3 м/с), при використанні якого похибка вимірювання витрат води не перевищує 5-8 %. В основу його покладено застосування коефіцієнта перерахунку, величина якого приймається в залежності від середньої швидкості руху води в магістральному трубопроводі.
При експлуатації розгалужених водорозподільчих систем важливе значення має своєчасне виявлення місць витіків води. Таку роботу доцільно виконувати за допомогою манометричної зйомки і використання розробленої нами методики розрахунку.
Місце розташування такого витіку води з трубопроводу обчислюється за формулою
(9)
де lк – довжина к – ої ділянки системи, м; lкв –відстань від к – і точки місця витоку води, м; Ак – питомий гідравлічний опір труб на к – ій ділянці, с/м5; hkj – втрати напору на цій ділянці в j – ий момент часу, м; - величина відбору води в цей момент часу всіма споживачами м3/с; n – загальна кількість споживачів; Qнj – подача насосною станцією в j – ий момент м3/с; - величина відбору води із трубопроводу всіма попередніми споживачами до к – ої ділянки системи, м3/с.
Одночасно ведеться перевірка гідравлічної завантаженості ділянок системи по фактичних величинах гідравлічних похилів, які порівнюються з рекомендованими для труб із відповідних матеріалів і діаметрів. Це дає можливість економно витрачати електроенергію на транспортування води.
Використання цієї методики на практиці показало високу її ефективність. Розроблені способи обліку та збереження води схвалені і затверджені для їх використання в системах водного господарства України.
5 Розділ. Розробка оптимальних режимів сумісної роботи водопровідних споруд в системах подачі і розподілу води.
При проектуванні і експлуатації систем подачі і розподілу води необхідно оптимізувати графіки подачі води насосами, що буде забезпечувати мінімальні витрати на будівництво і експлуатацію гідравлічно взаємодіючих споруд.
При постійній на протязі доби вартості електроенергії оптимальним буде рішення, при якому регулюючий об'єм води в резервуарах буде найменшим, а для систем, в яких вартість електроенергії на протязі доби змінюється, тобто, для ринкових умов господарювання, оптимальний графік подачі води насосами можна визначити методом послідовного наближення (ітерацій). Автором розроблена програма виконання такої роботи на ЕОМ за допомогою електронних таблиць
MS EXEL 5, виходячи із умов забезпечення мінімальної величини приведених витрат по всьому комплексу взаємозв'язаних споруд системи.
Проведені дослідження показали, що оптимальні графіки подачі води насосами залежать від величини добової витрати води Qдоб та коефіцієнтів погодинної нерівномірності водоспоживання Кгод. Такі графіки розроблені для
Qдоб = 25…500 м3/доб та Кгод = 1,5…3,0. Розрахунки показали, що при Q доб = 25 м3/доб для будь – якого значення Кгод оптимальний графік водоподачі однаковий і триває, рівною 14 годин на добу. Для добових витрат води 50; 100 і 200 м3/добу оптимальна добова тривалість роботи насосів становить 20 годин на добу при будь – яких коефіцієнтах погодинної нерівномірності водоспоживання. Оптимальна тривалість роботи насосів для добових витрат води
Qдоб = 500 м3/доб та Кгод = 2,5 становить Tопт = 14 годин на добу, а при Кгод = 1,5…2 та Кгод = 3 ця величина дорівнює Tопт = 15 год.
Для мінімальних витрат електроенергії на подачу води споживачам необхідно правильно підібрати насоси та вибрати оптимальний режим їх роботи. В зв'язку з цим була запропонована методика підбору насосів для різних технологічних схем подачі води, яка дозволяє визначити розрахункові витрати і напори насосів.
Розділ 6. Оцінка ефективності запропонованих вдосконалень
В цьому розділі ми навели оцінку ефективності пропозицій. Оскільки пропозиції стосувалися різних об`єктів, а їх ефективність оцінювалась по різних критеріях, то в табл. 3 наведені комплекси, які характеризують доцільність їх впровадження. Дані, наведені в цій таблиці, дають можливість одержати сумарну оцінку тої чи іншої пропозиції.
Таблиця 3
Результати застосування дисертаційних розробок
№
n/n | Зміст розробки | Результати застосування
1 | Уточнення розрахункових витрат води на тваринницьких об'єктах | Підвищує точність визначення
на 17%
2 | Застосування нових конструкцій водозабірних споруд з плаваючим фільтруючим завантаженням. | Рибозахист, економія води і електроенергії до 40%
3 | Оптимізована парціальна схема водообліку | Невелика собівартість, не потрібна електроенергія, працює в діапазоні швидкостей потоку від 0,2 до 2 м/с
4 | Використання даних манометричної зйомки для виявлення місць витіків води на водорозподільній мережі | Виявлення місць витіків води з допомогою доступних приладів, отримання додаткової інформації про стан мережі.
5 | Оптимізація графіків спільної роботи насосних станцій з іншими гідротехнічними спорудами в умовах ринкової економіки | Зниження експлуатаційних видатків на 10%
Висновки
На підставі проведених нами досліджень ми прийшли до наступних висновків:
1.
В методиці визначення потреби у воді при проектуванні тваринницьких об'єктів слід застосовувати аналіз внутрішньодобового водоспоживання відповідно до прийнятої в проекті технології утримання тварин.
1.
Лабораторні дослідження, проведені з фільтруючим плаваючим завантаженням товщиною 40…50 см і з діаметром зерен 3,5 …10 мм з спіненого полістиролу, який рекомендується для використання в фільтруючих водозаборах різноманітних конструкцій, дозволили встановити оптимальні технологічні параметри цого завантаження: швидкість фільтрування води - до Vф = 40…50 м/год, інтенсивність промивки q = 12…15 л/с м2, а тривалість складає t = 3…5 хв.
1.
Великогранульне пінополістирольне завантаження з діаметром часток
dэ = 8.13 мм у висхідному фільтрувальному потоці зберігає ламінарний режим до швидкості води, рівної 50 м/год або при числі Рейнольдса Re 114, і при цих умовах коефіцієнт фільтрування для чистого завантаження буде знаходитися в межах Кф =10…17 см/с.
1.
Дослідження режиму роботи Єланецького водоводу показали, що причиною нестійких значень показників витрат води, виміряних за допомогою парціальної схеми, є досить часті зниження швидкості потоку води, що виникають із-за аварій, відключення електроенергії, та зниження водоспоживання в нічні години, раніше ці фактори не враховувались при визначенні коефіцієнта перерахунку.
1.
Факт втрати води або її крадіжки можна встановити по даних манометричної зйомки, а місце з точністю до метра, - користуючись розробленим способом із застосуванням формули (9).
1.
Оптимізацію спільної роботи насосів і зв'язаних із ними гідротехнічних споруд в умовах ринкових відношень слід проводити з урахуванням не тільки технологічних особливостей, але й змін ціни на електроенергію. При зміні на протязі доби ціни на електроенергію підбір кращого рішення можливий тільки за допомогою ЕОМ, і його доцільно проводити, користуючись запропонованою методикою, направленою на мінімізацію приведених витрат.
1.
Комплекс розроблених заходів, направлених на вдосконалення забору, транспортування і розподілу води, дасть можливість зекономити воду та електроенергію (до 30%), а також скоротити експлуатаційні витрати.
Рекомендації виробництву
1.
При проектуванні тваринницьких об'єктів розрахунок потреби у воді пропонується проводити по процедурній методиці, що враховує прийняту технологію утримання тварин.
1.
Для забору води з поверхневих джерел пропонуються розроблені конструкції водозабірних споруд з фільтрувальним плаваючим завантаженням з спіненого полістиролу.
1.
В трубах великих діаметрів розгалужених водорозподільчих систем у випадку віддаленості водомірного вузла від населених пунктів і джерел електроенергії, вимір витрат води доцільно здійснювати за парціальною схемою з уточненням коефіцієнтів перерахунку.
1.
Визначення місць втрат або крадіжок води пропонується здійснювати шляхом обробки даних манометричної зйомки і значень витрат на водовиділах дільниці, що досліджується, за допомогою запропонованого нами способу, який дозволяє встановити ці місця з точністю до метра.
1.
При зміні на протязі доби вартості електроенергії оптимальні графіки подачі води насосами можуть бути визначені способом підбору за допомогою ЕОМ найменшого значення приведених витрат для всіх можливих варіантів роботи насосу.
1.
Використання наведених вище пропозицій дозволить знизити експлуатаційні витрати на 15... 20%.
Список опублікованих робіт
1.
Хоружий П. Д., Чарний Д. В, Хомутецька Т.П. та інш. Сучасні проблеми сільгоспводопостачання і шляхи їх вирішення /збір."Актуальні проблеми водного господарства" т. 2, Рівне "Видавництво Української державної академії водного господарства" 1997, 85с.
1.
Хоружий П. Д., Чарний Д. В. Вимірювання витрат води в трубах великого діаметра турбінними водолічильниками/ зб. Меліорація і водне господарство - Київ, Аграрна наука, № 83, 1996, 139с.
1.
Хоружий П. Д., Чарный Д. В. Хоружий В. П. Определение расчетных расходов воды в системах сельскохозяйственного водоснабжения в Украине/ зб. Меліорація і водне господарство - Київ, "Урожайа", № 79, 1993, 65с.
1.
Хоружий П. Д., Чарний Д. В. Мацелюк Є. М. Інтенсифікація роботи систем сільськогосподарського водопостачання/ Україно-Польська науково-технічна конференція "Сучасні проблеми водопостачання і знешкодження стічних вод",
- Львів 1996, с.319
1.
Чарний Д.В., Хоружий П.Д. Облік, покращення якості і зниження втрат води у розподільчіх системах сільгоспводопостачання/ науково - практична конференція "Проблеми ефективного використання водних ресурсів та меліорації земель" Київ, 1996 с.76-77.
1.
Чарный Д. В. Методика выбора на ЭВМ оптимального графика подачи воды насосами в водонапорную башню/ "Сучасні проблеми водопостачання і знезараження стічних вод", Рівне 1997, с. 24-25.
1.
Чарний Д. В., Хоружий П.Д., Михайлов Ю. О. Методика виконання вимірювань при водообліку за парціальною схемою на транзитних ділянках трубопроводів // Методичні рекомендації з непрямого водообліку на зрошувальних системах, Київ, 1997, 22-23с.
1.
Чарный Д. В. Выбор наивыгоднейших графиков подачи воды в сеть локальных сельскохозяйственных водопроводов в условиях рыночной экономики // Коммунальное хозяйство городов, Киев, "Техника", № 12, 1997, 81 с.
1.
Хоружий П. Д., Чарный Д. В. Разработка ресурсосберегающих технологий в сельскохозяйственном водоснабжении / “Депонированные научные работы ВИНИТИ” 1995, №9(285), б/о 368.
Анотація
Чарний Д.В Вдосконалення способів водо – і енергозбереження в розгалужених зрошувально – обводнюючих системах – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.20.05 – гідротехнічні меліорації – Інститут гідротоехніки і меліорації УААН, Київ 1998.
Дисертація присвячена питанням раціонального використання води і електроенергії в системах водного господарства. Уточнена методика визначення розрахункових витрат води на тваринницьких фермах, яка враховує процедурні операції по утриманню тварин. Розроблені нові технологічні схеми і конструкції водозабірно – очисних споруд з пінополістирольним фільтрувальним завантаженням, встановлено їх оптимальні конструктивні та технологічні параметри. Розроблені методики розрахунку витрат води за парціальною схемою в трубах великого діаметру розгалужених водорозподільчих систем та виявлення місць витіків води з них за допомогою манометричної зйомки. Запропоновані оптимальні графіки роботи насосів та методика їх підбору для економії витрат електроенергії.
Ключові слова: водоспоживання, витрати води, водозабірно – очисні споруди, пінополістирольне фільтрувальне завантаження, водооблік, витіки води, манометрична зйомка, графіки роботи насосів.
Аннотация
Чарный Д. В. Усовершенствование способов водо – и энергосбережения в разветвленных ороситтельно – обводнительных системах – Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.20. 05 – гидротехнические мелиорации – Институт гидротехники и мелиорации УААН, Киев 1998.
Диссертация посвящена вопросом рационального использования воды и электроэнергии в системах водного хозяйства. Уточнена методика определения расчетных расходов воды на животноводческих фермах, которая учитывает процедурные операции по содержанию животных. Разработаны новые технологические схемы и конструкции водозаборно – очистных сооружений с пенополистирольной фильтрующей загрузкой, установлены их оптимальные конструктивные и технологические параметры. Разработаны методики расчета расхода воды в трубах большого диаметра разветвленных водопроводящих систем по парциальной схеме и выявления мест утечек воды при помощи манометрической съемки. Предложены оптимальные графики работы насосов и методика их подбора для экономного использования электроэнергии.
Ключевые слова: водопотребление, расход воды, водозаборно – очистные сооружения, пенополистирольная фильтрующая загрузка, водоучет, утечки воды, манометрическая съемка, графики работы насосов.
Annotation
Charniy D.V. Improvement of resource-saving technologies in water economy systems - Manuscript.
Thesis for a scientific degree of a candidate of engineering science on a speciality 05.20.05 - Land Reclamation Hydraulic Engineering - Research Institute of Hydraulic Engineering and Land Reclamation of the Ukrainian Academy of Agricultural Science (UAAS), Kiyv 1998.
The thesis is devoted to the problems of water and electric power economical and efficient use in water economy systems. The technique of calculated water discharges determination on the cattle-breeding farms is defined on a more accurate basis which takes into account a procedural operations for maintaining and servicing the animals. New technological schemes and offtake-purification structures with cellular-polystyrene filters are developed as well as their optimal design and technological parameters are defined. The techniques of water discharges in pipes of large diameter in branching water-conveying systems under the partial scheme as well as finding the places of water leakage through manometer survey are worked out. Optimal time schedules of pump work and techniques of their selection for economical electric power use to supply the water are proposed.
Key words: Water demand, water discharge, offtake-purification structures, cellular-polystyrene filters, water-metering, water leakage, manometer survey, time schedule of pump work.
