Бігун І. В. Гідравлічні методи регулювання роздачі рідини з напірних розподільних трубопроводів

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0825U000615

Облікова картка дисертації

0825U000615.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 192 - Будівництво та цивільна інженерія

14-09-2022

Спеціалізована вчена рада

PhD 235

Національний університет "Львівська політехніка"

Анотація

Створення високоефективних засобів керування напірними потоками рідин, зокрема зі змінною шляховою витратою, є перспективним напрямком удосконалення виробничих технологій. Напірні розподільні трубопроводи (РТ) з дискретною шляховою роздачою рідини застосовуються в різних технічних системах, зокрема іригації (крапельне та внутрішньогрунтове зрошення), сільськогосподарській авіації (обприскування рослин), водопостачанні та водовідведенні (очисні споруди), вентиляції (припливні системи), енергетиці (системи охолодження циркуляційних вол ТЕС й АЕС) й ін. На практиці реалізується нерівномірна шляхова роздача рідини уздовж РТ. Розповсюдження напірних розподільних трубопроводів і відсутність надійних методик розрахунку РТ свідчить про актуальність задачі удосконалення методів їх проектування та розробки способів регулювання нерівномірності шляхової роздачі рідини уздовж РТ. У цій дисертаційній роботі представлено основні галузі застосування напірних розподільних трубопроводів. Нерівномірність шляхової роздачі рідини уздовж напірних РТ регулюють змінюванням їх геометричних параметрів, зокрема зменшенням відстані між випускними отворами, збільшенням площі вихідних отворів ωor уздовж потоку та зменшенням діаметра РТ у напрямку течії рідини в ньому. Мета роботи: на основі аналізу теоретичних та експериментальних досліджень вказати шлях уточнення запропонованого у Національному університеті “Львівська політехніка” методу гідравлічного розрахунку напірних розподільних трубопроводів. З метою отримання достовірних результатів гідравлічного розрахунку напірних розподільних трубопроводів при кутах 0 ο    360 ο рекомендовано у вихідному диференціальному рівнянні руху рідини зі змінною витратою опустити силу зовнішнього тиску, направлену неортогонально до внутрішньої стінки РТ. Запроектовано та виготовлено експериментальний стенд для встановлення значень коефіцієнта витрати вихідних циліндричних насадок з бічним, ортогональним до їхніх поздовжніх осей, входом струменя в насадку та стенд для дослідження шляхової роздачі рідини з напірних розподільних трубопроводів. Сумарна відносна похибка визначення коефіцієнта витрати вихідних циліндричних насадок з бічним входом струменя на застосованому експериментальному стенді рівна 0,71 %. Експериментально встановлено залежність значення коефіцієнта μ витрати циліндричних насадок з бічним, ортогональним до поздовжньої осі насадки, входом струменя, від кута β між напрямками руху потоку води в розподільному трубопроводі та струменя, котрий входить у насадку та від’єднується від РТ. Досліди проведено при різних значеннях відношення площ поперечного перерізу насадки і патрубка, у якому її монтували. Регулюванням значення кута  отримано змінювання значення коефіцієнта  до 22.2 % лише для однієї насадки. Найбільшу пропускну здатність вихідних циліндричних насадок з бічним, ортогональним до осі насадки входом струменя води, отримано при куті  = 0 ο. Найменше значення  , тобто найменшу її пропускну здатність насадок, отримано при  = 90 ο і  = 135 ο. Показано, що змінюванням кута  між напрямом течії потоку рідини в розподільному трубопроводі і напрямом руху струменя, котрий від’єднується від нього, можна істотно регулювати значення коефіцієнта витрати циліндричних насадок з бічним входом рідини та нерівномірність роздачі рідини уздовж напірних розподільних трубопроводів. Отримані результати матимуть істотне практичне значення. Винайдено “Спосіб регулювання притоку рідини в напірний трубопровідзбирач і пристрій для його реалізації”, згідно з яким, за наявності транзитного потоку на вході у трубопровід-збирач, усувають роздачу рідини на початковій його ділянці та забезпечують збирання рідини по усій довжині трубопроводузбирача. Регулювання притоку рідини здійснюється за рахунок використання енергії транзитного потоку. Дисертаційна робота характеризується економічним й екологічним ефектами, має соціальне значення та технічні переваги порівняно з відомим розв’язанням задачі оптимізації роботи розподільних трубопроводів і трубопроводів-збирачів. Результати роботи передано Львівському міському комунальному підприємству “Львівводоканал” з метою застосування їх при гідравлічних розрахунках зменшення нерівномірності шляхової роздачі рідини з напірних розподільних трубопроводів у каналізаційних очисних спорудах. Отримані здобувачкою залежності упроваджено в навчальний процес у Національному університеті “Львівська політехніка” при викладанні навчального предмету “Гідравліка та протипожежне водопостачання”.

Читати повністю

Публікації

1. І. Bihun. Coefficient of flow rate for outlet cylindrical nozzles with lateral inflow installed in distributive pipelines / І. Bihun, V. Іvaniv, V. Cherniuk // In the monograph „Water Supply and Wastewater Disposal. Designing, Construction, Operation and Monitoring”. Edited by Henryk Sobczuk, Beata Kowalska. - Publishing house: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin, 2020. – S. 23-32

2. Bosak N. Studying the mutual interaction of hydraulic characteristics of water distributing pipelines and their spraying devices in the coolers at energy units / N. Bosak, V. Cherniuk, I. Matlai, I. Bihun // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2019. - № 3/8 (99). - P. 23-29.

3. Cherniuk V. V. Coefficient of Flow Rate of Inlet Cylindrical Nozzles with Lateral Orthogonal Inflow / V. V. Cherniuk, V. V. Ivaniv, I. V. Bihun, and Ja. M. Wojtowicz // Proceedings of CEE 2019. Advances in Resource-saving Technologies and Materials in Civil and Environmental Engineering. – Springer. Nature Switzerland AG 2020. – P. 50-57.

4. Бігун І. В. Особливості застосування напірних розподільних трубопроводів у різних технічних системах / І. В. Бігун // Вісник Національного університету “Львівська політехніка”. Серія: Теорія і практика будівництва. – 2019. – № 1(2). – C. 14-20.

5. Flys I. Ya. Сylindric nozzles with lateral inlets installed in distributive pipeline. investigational bench for investigation of operation of nozzles / I. Ya. Flys, V. V. Іvaniv, І. V. Bihun. // Вісник Національного університету “Львівська політехніка”. Серія: Теорія і практика будівництва. – 2019. – № 912. – C. 187- 192.

6. Іванів В. В. Застосування та методи гідравлічного розрахунку напірних трубопроводів-збирачів / В. В. Іванів, І. В. Бігун // Вісник національного університету водного господарства та природокористування: Збірник наукових праць. Технічні науки. Випуск № 4(88). – Рівне: Національний університет водного господарства та природокористування, 2019. – С. 76-89.

7. Volodymyr Pohrebennyk. Evaluation of the Pollution Level of Surface and Waste Water / Volodymyr Pohrebennyk, Mykhailo Kulyk, Iryna Bihun // Journal of Ecological Engineering. Volume 21, Issue 5, July 2020. - P. 180-188.

8. Cherniuk, V., Hnativ, R., Kravchuk, O., Orel, V., Bihun, I., Cherniuk, M. The problem of hydraulic calculation of pressure distribution pipelines / EasternEuropean Journal of Enterprise Technologies, Vol. 6, No. 7 (114), 2021, p. 93-103.

9. Volodymyr Snitynskyi, Petro Khirivskyi, Volodymyr Cherniuk, Ihor Hnativ, Roman Hnativ, Orest Verbovskiy, Irina Bihun. The Influence of SelfCleaning Processes on the Quality of Drinking Water of Stryi Water Intake Wells / Journal of Ecological Engineering (JEE), ISSN 2299-8993. 2022, No. 23(4), p. 25- 32.

10. Чернюк В. В. Напірні розподільні трубопроводи в енергетиці / В. В. Чернюк, В. В. Іванів, І. В. Бігун // Нетрадиційні і поновлювані джерела енергії як альтернативні первинним джерелам в регіоні. Матеріали X-ої міжнародної наук.-практичн. конференц. (4-5 квітня, 2019 р.): Збірник наукових праць. – Львів: Національний університет “Львівська політехніка”, 2019. – С. 62-67.

11. Чернюк В. В. Напірні трубопроводи-збирачі у водопостачанні та водовідведенні / В. В. Чернюк, В. В. Іванів, І. В. Бігун // Ресурси природних вод карпатського регіону / Проблеми охорони та раціонального використання. Матеріали Вісімнадцятої міжнародн. наук.-практичн. конференц. (м. Львів, 23- 24 травня, 2019 р.): Збірник наукових статей. – Львів: Національний університет “Львівська політехніка”, 2019. - С. 254-257.

12. Bihun І. V. Coefficients of flow rate of nozzles with lateral inlets installed in pressure distributive pipelines / І. V. Bihun, V. V. Іvaniv, V. V. Cherniuk // Proceedings of the 3rd International Scientific-Practical Conference Water Supply and Wastewater Disposal: designing, construction, operation and monitoring. October, 23th -25th, 2019, Lviv, Ukraine. – Lviv: Lviv Polytechnic Publishing House 2019. - S. 256-258.

13. Kulyk M. Determination of the procedure for elimination of polluting components from industrial and drainage sewage / M. Kulyk, I. Bihun // 3-я міжнародна науково-практична конференція Водопостачання і водовідведення: проектування, будівництво, експлуатація, моніторинг. (23-25 жовтня, 2019 р.): Матеріали конференції. - Львів: Національний університет “Львівська політехніка”, 2019. - С. 55-56.

14. I. V. Bihun Coefficient of Flow Rate of a Nozzle with Lateral Inlet for Regulation of Fluid Dispensation from Distributive Pipelines / Bihun I. V., Ivaniv V. V., Cherniuk V. V. // 2nd Polish IWA Young Water Professionals Conference “Emerging Technologies in Water and Wastewater Sector” Warsaw 12- 14. 02.2020.

15. Чернюк В. В. Пропускна здатність вихідної циліндричної насадки з бічним входом залежно від кута підведення струменя / В. В. Чернюк, С. В. Андреюк, І. В. Бігун, В. Є. Фасуляк // Ресурси природних вод карпатського регіону / Проблеми охорони та раціонального використання. Матеріали Дев'ятнадцятої міжнародної науково-практичної конференції (м. Львів, 8-9 жовтня 2020 р.): Збірник наукових статей. – Львів: Національний університет “Львівська політехніка”, 2020. - С. 151-156.

16. The influence of self-cleaning processes on the quality of drinking water of Stryi water intake wells. V. Snitynskyi, P. Khirivskyi, V. Cherniuk, I. Hnativ, R. Hnativ, I. Bihun. / Proceedings of the IV International Scientific-Practical Conference Water Supply and Wastewater Disposal: Designing, construction, operation and monitoring. 20-22 October, 2021, Lviv. P. 183-184.

17. Заявка на винахід № a202201571. Україна, МПК G05D 7/00, F17D 1/02, F17D 1/08. Спосіб регулювання притоку рідини в напірний трубопровідзбирач і пристрій для його реалізації / В. В. Чернюк, В. В. Іванів, І. В. Бігун, В. Є. Фасуляк, М. В. Чернюк (Україна); Національний університет “Львівська політехніка”. Заявлено 16.05.2022. Український інститут інтелектуальної власності. – 9 с.

Читати повністю

Схожі дисертації

0825U000565

Гідей Володимир Володимирович

Композиційні системи з використанням термоактивованих відходів паперового виробництва для дорожнього будівництва

0825U000575

Рихліцька Оксана Віталіївна

Бетони з підвищеними експлуатаційними властивостями на основі заповнювачів рециклінгу бетону

0825U000563

Волліс Олексій Євгенович

Дорожні катіонні бітумні емульсії на ортофосфорній кислоті з покращеними властивостями

0825U000571

Гула Василина Олегівна

Несуча здатність, деформативність та довговічність скляних плит які працюють на згин

0825U000564

Венгрин Ірина Іванівна

Енергоефективні геліосистеми інтегровані в світлопрозорі конструкції будівель