ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ В ПРОЦЕССЕ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ФИЛЬТРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ РУСЛОВЫХ ВОДОЗАБОРНИКОВ

Аннотация

Рассматривается процесс развития газожидкостной струи, возникающей при продувке воздухом фильтрующих элементов (сеток, решёток) русловых водозаборников. Целью работы является определение размеров бугра, возникающего на свободной поверхности и оценка возможности его влияния на безопасность судоходства в акватории. В рамках работы в опытовом бассейне ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова» были испытаны два макета водозаборников и схематизированная модель. Испытания проводились с учетом критериев подобия Фруда, Рейнольдса и Вебера. Описана экспериментальная установка и методика проведения испытаний. Полученные результаты позволили выполнить оценку размеров газожидкостного бугра, возникающего на поверхности воды. В ходе испытаний, проведённых в гидродинамическом лотке ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова», была получена качественная оценка взаимодействия газожидкостной струи с внешним течением. На завершающем этапе работ были проведены наблюдения процесса продувки натурного водозаборника, установленного в русле реки. Определено, что на спокойной поверхности воды образуется бугор, имеющий круглую форму в плане. Диаметр пузыря приблизительно равен длине водозаборника. Проведённый анализ показал, что эффекты, сопровождающие процесс продувки водозаборников, установленных в районах, открытых для судоходства,не представляют опасности для средних и крупных судов. В то же время возникновение газожидкостного бугра под днищем маломерных плавсредств (гребные лодки, мотолодки), не обладающих достаточными мореходными качествами, может привести к их заливанию и / или опрокидыванию. Это означает, что решение об установке русловых водозаборников, оборудованных пневматической системой очистки фильтрующих элементов, должно сопровождаться анализом степени безопасности конструкции для маломерного судоходства.

Ключевые слова

водозаборник, газожидкостная струя, двухфазные течения, струя газа в жидкости, безопасность судоходства

Читать полный текст статьи:  PDF

Список литературы

Сафонов В. С. Моделирование физических эффектов при аварийных разрывах подводных газопроводов / В. С. Сафонов, С. В. Ганага // Науч.-техн. сб. «Вести газовой науки». - 2013. - № 3 (14). - С. 212-219.
Максимов В. М. Некоторые проблемы экологической и промышленной безопасности природно-техногенных морских объектов при освоении шельфа Арктики / В. М. Максимов, М. К. Тупысев, С. М. Пронюшкина, Л. Г. Кульпин // Арктика: экология и экономика. - 2014. - № 4 (16). - С. 60-67.
Сафонов В. С. Методические аспекты анализа аварийных процессов на подводных газопроводах / В. С. Сафонов, А. В. Мельников, С. В. Ганага // Науч.-техн. сб. «Вести газовой науки». - 2015. - № 2 (22). - С. 155-163.
Иванников А. В. Экспериментальное исследование истечения газожидкостной струи через слой жидкости: дис. … канд. техн. наук / А. В. Иванников. - М.: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2007. - 141 с.
Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения / Г. Уоллис. - М.: Мир, 1972. - 440 с.
Исаев В. И. Экспериментальная установка и методика исследования дебита газового фонтана по параметрам газо-водяного бугра на поверхности жидкости в кратере / В. И. Исаев // Сб. «Нефть и газ». - М., 1972. - С. 108-109.
Leifer I. Engineered and Natural Marine Seep, Bubble-Driven Buoyancy Flows / I. Leifer, H. Jeuthe, S. H. Gløsund, V. Johansen // Journal of Physical Oceanography. - 2009. - Vol. 39. - Is. 12. - Pp. 3071-3090. DOI: 10.1175/2009JPO4135.1.
Masutani S. M. Experimental study of multi-phase plumes with application to deep ocean oil spills / M. Masutani, E. E. Adams // Final Report. - Honolulu, Hawaii: University of Hawai‘i, 2001. - 147 p.
Российский Речной Регистр. Правила: в 4 т. - М.: Российский Речной Регистр, 2015.
Справочник по теории корабля / под ред. Я. И. Войткунского. - Л.: Судостроение, 1985. - Т. 1. Гидромеханика. Сопротивление движению судов. Судовые движители. - 768 с.

Об авторах

Афанасьев Андрей Константинович - кандидат технических наук, доцент

lmp45@yandex.ru. kaf_texp@gumrf.ru

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»

Лебедева Марина Петровна - кандидат технических наук, доцент

lmp45@yandex.ru. LebedevaMP@gumrf.ru

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»

Яцук Юрий Владимирович - кандидат технических наук, доцент

iatsouk@yandex.ru. YatsukUV@gumrf.ru

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»