Предложена конструкция устройства для аэрации вод, работающая под действием ветровых волн на поверхности водоема. Для оценки эффективности работы предложенного устройства в прикладной программной среде MathCAD построена и реализована расчетная модель процессов, происходящих в аэраторе. Программа позволяет определить объем растворенного воздуха в трубке устройства, изменение давления воздуха в корпусе аэратора, скорость распространения волн давления в трубке аэратора, объем вытесняемого воздуха за период работы устройства. Для выбранных параметров вычислен объем вытесняемого воздуха за произвольный период работы устройства в зависимости от частоты колебаний и влияния гидроударных процессов. На основе уравнений Стритера – Фелпса в среде MathCAD построена модель кислородного баланса при наличии загрязнения. Получена зависимость концентрации кислорода от времени для принятых условно начальных параметров. Программа позволяет выполнить расчет для конкретных значений параметров, полученных в результате натурных измерений.
Design of the water aeration device, working under wind waves on the water body surface, is suggested. To evaluate the effectiveness of the proposed device, a computable model of processes occurring in the aerator is built and implemented in MathCAD. The program allows to determine the dissolved air volume in the device tube, the air pressure change in the aerator body, the wave propagation velocity in the aerator tube, the air volume displaced during the device operation. For the selected parameters, the air volume displaced during the random period of the device operation is calculated, depending on the oscillation frequency and hydraulic impact processes. On the basis of Streeter-Phelps equations, an oxygen balance model in the presence of contamination is built in MathCAD. Dependence of oxygen concentration on time for the accepted conditionally initial parameters is obtained. The program allows to perform the calculation for specific parameter values derived from in-situ measurements.
1. Габтрахманов И.Н. Проект волнового аэратора водоемов и водотоков / И.Н. Габтрахманов, научный руководитель – Ю.А. Кузнецова // «Научному прогрессу – творчество молодых», международная молодежная научная конференция по естественнонаучным и техническим дисциплинам (2012; Йошкар-Ола). 20–21апр. 2012 г. [Текст]: [материалы и доклады]: в 3 ч. / редкол.: В.А. Иванов [и др.]. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2012. – С. 207-208.
2. Караушев А.В. Практические рекомендации по расчету разбавления сточных вод в реках, озерах, водохранилищах / А.В. Караушев, А.Я. Шварцман, М.А. Бесценная. – Л.: ГГИ, 1973. – 101 с.
3. Овсянников В.Г. Поверхностные механические аэраторы для биохимиче¬ской очистки сточных вод / В.Г. Овсянников // Тр. ВНИИ ВОДГЕО. – 1970. – Вып 23. – С. 57-58.
4. Попкович Г.С. Системы аэрации сточных вод / Г.С. Попкович, Б.Н. Репин. – М.: Стройиздат, 1968. – 136 с.
5. Родзиллер, И.Д. Научные и инженерные основы прогнозирования качества воды водоемов и их защита от загрязнения сточными водами / И.Д. Родзиллер. – М.: Наука, 1976. – 247 с.
6. Рябов А.К. Искусственная аэрация природных вод / А.К. Рябов, Л.А. Сиренко. – Киев: Наукова думка, 1982. – 202 с.
7. Усаковский В.М. Инерционные насосы / В.М. Усаковский. – М.: Машиностроение, 1973. – 200 с.