Введение к работе
Актуальность темы исследований. Эффективность и надежность работы сетчатых рыбозащитных сооружений (РЗС) зависит от качества очистки их рыбозащитных экранов и организации отвода молоди рыб и мусора. Одним из конструктивных элементов, обеспечивающих очистку сетчатых рыбозащитных сооружений, являются гидравлические промывные устройства.
Вместе с тем известно, что водовоздушные струи в 1,5-2 раза эффективнее гидравлических очищают сетку. Эксплуатация этих устройств выявила наличие существенной неравномерности газонасыщения струй по глубине, а, следовательно, неравномерности качества промывки сетки и кроме того, в процессе работы струеформирующие насадки быстро забиваются мелким мусором. В связи с этим водовоздушные промывные струи, имея реальное инженерно-биологическое обоснование, из-за отсутствия эффективного конструктивно-технологического решения должного применения не нашли.
Это обстоятельство предопределило актуальность и необходимость проведения исследований по разработке йовых и совершенствованию существующих компоновочно-конструктивных решений водовоздушных промывных устройств для сетчатых рыбозащитных сооружений.
Исследования выполнялись в соответствии с Республиканской (федеральной) целевой научно-технической программой (проблема 3.11/37.0 "Разработать новые высокоэффективные технологии и конструктивные решения по сохранению рыбных запасов в источниках орошения"), Федеральной программой развития рыбного хозяйства РФ "Рыба", отраслевыми планами НИР Федерального агенства по рыболовству, планами НИР ФГОУ ВПО НГМА. Научная работа соответствует п. 5 паспорта специальности 05.23.07 "Гидротехническое строительство".
Целью исследований является разработка новой и совершенствова-
ниє существующих конструкций водовоздушных промывных устройств рыбозащитного сооружения типа плоской сетки на водозаборах пропускной способностью до 250 м3/с.
Поставленная цель потребовала решения следующих задач:
проведения анализа конструкций промывных устройств на действующих рыбозащитных сооружениях и обоснование выбора способа формирования водовоздушных промывных струй;
разработки конструкции водовоздушного промывного устройства для сетчатого рыбозащитного сооружения на базе гидродинамического кавитационного аэратора;
выполнения теоретического обоснования параметров гидродинамического кавитационного аэратора, отвечающего требованиям промывки сетчатых рыбозащитных экранов;
проведения экспериментальных лабораторных и натурных исследований образцов аэратора и промывного устройства с целью оптимизации их параметров и оценки эффективности;
разработки методики расчета и рекомендаций по проектированию и эксплуатации водовоздушного промывного устройства.
Объект исследований - рыбозащитное сооружение типа "плоская сетка" на водозаборах различного назначения и пропускной способности до 250 м3/с.
Достоверность научных результатов обеспечена использованием стандартных статистических критериев для оценки ошибок эксперимента и адекватности разработанных математических моделей для определения технических характеристик исследуемого устройства; применение аттестованного оборудования и приборов промышленного изготовления; сопоставлением результатов, полученных автором, с данными отечественных и зарубежных ученых.
Научную новизну работы составляют:
усовершенствованный способ формирования системы водовоздуш-ных струй для промывки сетчатых полотен рыбозащитных сооружений водозаборов;
обоснование параметров приемной камеры гидродинамического ка-витационного аэратора диффузорного типа;
результаты лабораторных и натурных исследований по оценке эффективности работы усовершенствованной конструкции водовоздушного промывного устройства;
методики расчета параметров усовершенствованной конструкции водовоздушного промывного устройства сетчатых рыбозащитных экранов.
Техническая новизна конструкции промывного устройства подтверждается патентом на изобретение RU 2308566 С1.
Практическую ценность работы составляют усовершенствованная конструкция и рекомендации по проектированию и эксплуатации водовоздушного промывного устройства рыбозащитного сооружения;
Реализация результатов работы. Производственная проверка результатов исследований и внедрение разработанной конструкции осуществлено на рыбозащитном сооружении водозабора Донского магистрального канала. Методика расчета и конструирования водовоздушного промывного устройства внедрены в практику проектирования ГП ПИ "Юж-водпроект".
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на конференциях студентов и молодых ученых "Машины и оборудование природообустройства и защиты окружающей среды" (г. Новочеркасск, 2001, 2003), региональной научно-технической конференции "Гидротехника, гидравлика и геоэкология" (г. Новочеркасск, 2005 г.), заседаниях кафедры гидротехнических сооружений НГМА 2003-2008 гг.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 печат-
ных работ, включая 1 патент на изобретение РФ, в том числе одна работа по перечню научных изданий, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав и общих выводов. Общий объем диссертации составляет 240 страниц машинописного текста, включая 99 рисунков, 10 таблиц, список использованных источников из 115 наименований и 5 страниц приложения.
