Диссертация (1173000), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Перфорированные трубопроводы каждой из конструкцийизготовлены из металлопластиковой трубки с внутренним диаметром 16 мм, вкоторые запрессованы насадки с диаметрами отверстий 0,96 мм и 1,2 мм.Расстояния между отверстиями составили 180 и 360 мм.В результате сравнения расчетного значения критерия Фишера с14табличнымопределено,чтоусловие3,132 3, 26 ,выполняется:-иматематическая модель адекватна эксперименту при уровне значимости 5%.Анализ результатов моделирования выявил следующее.1. Определено, что диаметр ПТП оказывает существенное влияние насоздание непрерывной линии ограждения на водной поверхности.Анализ изменения по длине ПТП таких параметров, как скоростьистечения, массовый расхода из каждого отверстия, давление показал, чтонаибольшее относительное изменение претерпевает скорость истечения.Введен параметр относительное изменение скорости истечения газа изотверстий, который представляет собой отношение разности скоростиистечения из первого и последнего отверстия в ПТП к скорости истечения изпервого отверстия.Выявлено, что скорость течения газа в ПТП перед первым отверстиемследует выбирать с учетом того, что относительное изменение скоростиистечения газа из отверстий не превышало 10% от этой максимальной скоростиистечения.Диаметр ПТП следует выбирать так, чтобы скорость течения газа передпервым отверстием в нем не превышала 10 - 15 м/с.2.
Важной особенностью рассматриваемых водных объектов являетсяа)40,410530,310520,210510,1101.051010,5Эквивалентная суммарнаяплощадь сечения, мм²Эквивалентная суммарная площадьсечения, мм²рельеф дна.500005050100100150150Длина перфорированного трубопровода, мУклон 45°Уклон 30°Уклон 60°51101059.59,5106991068.58,51068 8106005050100100150150200200Длина перфорированного трубопровода, мб)100 м50 м150 мРис. 2. Зависимость эквивалентной суммарной площади сечения отверстий подлине ПТП для: а) разных углов наклона дна; б) разных длин ПТП15Наосновечисленныхэкспериментовсделанвывод,чтоприразноуровневом профиле дна на скорость истечения из отверстий и насуммарную эквивалентную площадь отверстий (т.е.
сумму всех площадейотверстий, расположенных на 1 п.м. ПТП) оказывают значительное влияниеугол наклона боковых откосов и давление в компрессоре, а длина ПТП на этивеличины практически не влияет.3. Мощность компрессора зависит от требуемой скорости производимоготечениявтретьейстепени,чтопривысокихзначенияхскоростейпроизводимого течения и/или значительной протяженности ПТП может сделатьтехнически невозможным или экономически невыгодным применение даннойтехнологии. Для построения зависимости удельной мощности компрессора отскорости производимого ПБ течения, представленной на рис.
3, КПДкомпрессора принят равным 60%.5Удельная мощностькомпрессора, кВт/м4321000,2 производимого0,4 пневматическим0,60,8течения, м/с 1Скоростьбарьером1,2Рис. 3. Зависимость удельной мощности компрессора от скоростипроизводимого ПБ течения4. Коэффициент полезного действия ПБ как насосной системы монотоннорастет с увеличением глубины и увеличением отношения давлений. Для глубинот 2 до 12 м и выбранных отношений давлений КПД составляет от 3,6% до18,87%.5. Коэффициент полезного действия ПБ как насосной системыпрактически не зависит от производимой ПБ скорости (разница в результатахКПД для скорости 0,5 м/с и 0,1 м/с для глубины 2 м составляет 7%, дляглубины 12 м – 6%), зависит только от глубины и отношения давлений приистечении из отверстий.6.
Кратность изменения скорости производимого пневматическим16барьером течения кратно зависит от давления до отверстия в перфорированномтрубопроводе (при заданных значениях площади сечения отверстий, глубиныего заложения) и имеет вид характеристики, представленной на рис. 4.Например, при снижении давления до отверстия в 1,2 раза скорость теченияснизится в 1,066 раз при той же площади отверстия. Эта зависимостьсправедлива для ряда диаметров отверстий. Данный график может бытьиспользован для настройки пневматического барьера при меняющихсяприродно-климатических условиях (например, при изменении уровня воды)Кратностьизменения скоростипроизводимоготеченияпутем регулирования давления компрессора.1,51,41,31,21,1111,11,21,31,41,51,6Кратность изменения давления до отверстия1,71,8Рис.
4. Зависимость кратности изменения скорости производимого течения откратности изменения давления перед отверстиями7. При заданных значениях давления, глубины заложения трубопровода,получена характеристика (рис. 5), которая показывает, как влияет изменениеотверстий в трубопроводе на производимую пневматическим барьеромскорость течения. Эта характеристика может быть использована дляКратность измененияскоростипроизводимоготечения3,532,521,510,5005101520Кратность изменения суммарной площади отверстий2530Рис.
5. Зависимость кратности изменения скорости производимого течения откратности изменения суммарной площади отверстийрегулирования параметров пневматического барьера изменением диаметров17насадок при меняющихся природно-климатических условиях.8. В результате исследований предложена схема комплексного методалокализации разливов с помощью ПБ и сорбентов (рис. 6). Численныйэксперимент выявил зависимость между длиной трубопровода для подачисорбента и его удаленности от вершины клинообразной конструкции ПТП отрастекаемости сорбента. Определено, что для реализации предложенной схемынаиболее эффективным является диапазон раскрытия соседних ветвей ПТП от65 до 130 . С увеличением угла раскрытия соседних ветвей увеличиваетсядлина трубопровода для подачи сорбента, что ведет к увеличению мощностикомпрессора, которая затрачивается на перемещение сорбента по этомутрубопроводу.
С уменьшением угла раскрытия соседних ветвей увеличиваетсярасстояние от трубопровода для подачи сорбента до вершины клинообразнойконструкции ПТП, это может привести к тому, что всплывшим сорбентомбудет сорбирована только хвостовая часть нефтяного разлива.122002003Расстояние, мVHVПБL/2541001005050Θ00006Lcа)150150Bб)5050100100150150200200Угол раскрытия Θ, градДлина СТПРасстояние от СТП до вершины клина ПБРис. 6. а) Схема расстановки оборудования при комплексном методе на основеПБ и сорбентов; б) зависимости длины трубопровода для подачи сорбента Lc ирасстояния hc от угла раскрытия : 1 – компрессор, 2- ПТП длиной L, 3 –система для подачи сорбента, 4 – трубопровод для подачи сорбента, 5 –соединительный сорбентный трубопровод, 6 – площадь акватории снанесенным сорбентомВ результате проведенных натурных испытаний четырех конструкций ПБ18определено, что при близком расположении отверстий часть энергииводогазовой смеси идет на создание интенсивной турбулизации на границахпересекающихся окружностей соседних восходящих потоков водогазовойсмеси, тогда как увеличенное расстояние между соседними отверстиями ведет кснижению скорости производимого ПБ течения.
В результате обработкиполученных результатов натурных испытаний выявлено, что для обеспечениямаксимально возможной скорости производимого пневматическим барьеромтечения расстояния между отверстиями в перфорированном трубопроводе дляглубин до 1 м следует выбирать из диапазона от 0,54 H до 0,66 H (где H глубина расположения перфорированного трубопровода).Четвертая глава посвящена разработке методики подбора оборудованиядля локализации разливов нефти и нефтепродуктов с использованием ПБ наповерхностных водных объектах.Структура методики представляет собой пошаговую стратегию, схемакоторой представлена на рис.
7.На первом этапе проводится прогнозирование разлива на выбранномобъекте, как для наиболее вероятной ситуации, так и ситуации, обусловленнойразливом максимально возможного количества нефти или нефтепродуктов.Навторомэтапепроводится обоснование целесообразностиегоприменения.
Здесь учитывается, что пневматический барьер относится ккапитальным сооружениям, монтируется на объекте заблаговременно и послеокончания работ по ликвидации разлива не демонтируется. На данном этапеучитывается взаимное положение рассматриваемого объекта и зон особойзначимости и районов приоритетной защиты, а также мест базирования сил исредств АСФ.На третьем этапе определяется положение рубежа реагирования, т.е.участка акватории, на дне которой (или в водной толще) планируетсясмонтировать ПТП, а также прилегающего к участку акватории участка суши,где может бытьустановлена компрессорная станция, и где могут бытьразвернуты силы и средства АСФ для ликвидации разлива.
К выбранномурубежу должны быть проложены дороги и линий электропередач. В данном19блоке приведены разработанные на основе исследований, проведенных вовторой главе диссертации, типовые схемы локализации разливов нефти наповерхностных водных объектах.ЭТАП1НАИМЕНОВАНИЕПрогнозированиеразлива навыбранном объектеОПИСАНИЕПрогнозирование вероятности возникновенияразливаПрогнозирование максимально возможногоколичества разлитой нефти (нефтепродукта) нарассматриваемом объектеУчет физико-химических свойств разлитой нефти(нефтепродукта)Прогнозирование площади загрязнения разливаПрогнозирование поведения нефтяного пятнаУчет гидрометеорологических особенностей районаразмещения объекта2Обоснованиенеобходимостиприменения ПБУчет экологических особенностей районаразмещения объекта (ЗОЗ, РПЗ)Учет гидрологических особенностей водногообъектаУчет удаленности акватории от мест дислокациисил и средств АСФГидрологические особенности выбранного участка345ОпределениерубежареагированияОпределениеметодаОпределениегеометрических ифизическиххарактеристик ПБ,составаоборудованияНаличие подъездных путей и ЛЭПВозможность получения разрешение наотчуждение землиЛокализация только ПБЛокализация комплексным методом ПБ+сорбентыЛокализация комплексным методом ПБ+сжиганиеКонфигурация перфорированного трубопровода(ПТП)Геометрические размеры ПТП: его диаметр, форма,размеры и количество отверстийПараметры компрессора: производительность,давлениеСостав и параметры др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
