Анотація до роботи:

Прогульний В.Й. Пористі конструкції водопровідних споруд, гідравлічний розрахунок, оптимізація. – Рукопис.

Дисертація на здобуття ученого ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.23.04 - водопостачання, каналізація. – Харківський державний технічний університет будівництва і архітектури, Харків, 2007.

Дисертація присвячена науковому обґрунтуванню й розробці нових більш надійних і достовірних математичних моделей та методів розрахунку збірно-розподільних систем водопровідних споруд.

Запропоновано нові пористі конструкції відводу промивної води зі швидких фільтрів і лотковий полімербетонний дренаж перемінного перерізу по довжині, які дозволяють підвищити ефективність і надійність роботи фільтрувальних споруд.

На підставі аналізу основних існуючих положень про рух рідини в збірно-розподільних системах з перемінною витратою по довжині побудовані математичні моделі полімербетонного дренажу і пористих труб, що працюють в умовах напірного і безнапірного режимів.

Розроблено більш досконалі методики їх розрахунку і можливої оптимізації конструктивних параметрів, основані на покроково-ітераційному методу з використанням ПЕОМ.

Лабораторна і промислова апробація пористих труб відводу промивної води зі швидких відкритих і напірних фільтрів підтвердили вірогідність математичних моделей і методик розрахунку. Розроблені конструкції відводу промивної води, починаючи з 1991 р., впроваджені на 15 швидких фільтрах Ингулецької очисної станції м. Миколаєва загальною площею близько 610 м². Економічний ефект склав 1,69 тис. грн. на 1 м² корисній площі фільтра. Промислова апробація пористих труб у напірних фільтрах водопідготовки (м. Одеса) показала надійну їхню роботу протягом тривалого строку експлуатації. Винос фільтруючого матеріалу не спостерігався.

1. Вирішено важливу народногосподарську проблему підвищення ефективності й надійності роботи водопровідних споруд, які використовуються для очищення природних вод, шляхом розробки нових й удосконалених пористих конструкцій, у тому числі дренажно-розподільних і відвідних систем водоочисних фільтрів, методів гідравлічного розрахунку й оптимізації.

2. Проведено критичний аналіз існуючих сітчастих установок і пористих конструкцій, найбільш широко застосовуваних у водопостачанні й меліорації, на базі якого дано теоретичне обґрунтування переваг пористих конструкцій, яке підтверджено експериментально.

3. На підставі узагальнення теоретичних та експериментальних даних запропоновані нові конструкції для водопровідних споруд:

• пористі труби для відводу промивної води зі швидких фільтрів;

• пористі труби для відводу води з напірних фільтрів;

• лотковий пористий дренаж змінного перетину по довжині.

4. Показано, що застосування пористих труб у конструкціях відкритих і напірних фільтрів дозволяє поліпшити відвід забрудненої води при промиванні, значно скоротити віднесення фільтруючого матеріалу, зменшити витрати на подачу промивної води й підвищити надійність роботи. Крім того, з'являється й ряд технологічних переваг - можливість підвищення інтенсивності промивання, застосування легких (у т.ч. двошарових) завантажень при водоповітряному промиванні без небезпеки їхнього віднесення.

5. Встановлено, що конструкція лотка змінного перетину в дренажно-розподільних системах швидких фільтрів дозволяє вирівняти поле швидкостей при промиванні, знизити нерівномірність розподілу потоку промивної води й скоротити експлуатаційні витрати.

6. Проведено узагальнення і аналіз існуючих теоретичних рішень та методів розрахунку збірно-розподільних систем водопровідних споруд, які працюють зі змінною витратою по шляху, на підставі чого зроблено вибір основного рівняння руху рідини, необхідного для створення математичних моделей.

7. Розроблені математичні моделі роботи пористої труби в умовах безнапірного і напірного руху рідини, а також полімербетонного дренажу, які засновані на використанні рівнянь руху рідини зі змінною по довжині витратою в умовах фільтрації через пористу стінку.

8. На базі отриманих моделей виконані чисельні дослідження роботи відвідних і дренажно-розподільних систем водоочисних фільтрів, які показали повну їхню відповідність фізичним уявленням про процеси.

9. На підставі теоретичних досліджень розроблені достовірні й надійні інженерні методи розрахунку пористих збірно-розподільних пристроїв, які засновані на покроково-ітераційному рахунку з використанням ПЕОМ, що дозволяють з високою точністю визначати їх гідравлічні та конструктивні параметри. Крім того, методика дає можливість розраховувати напірні трубопроводи та відкриті канали постійного або змінного перерізу з безперервною або дискретною змінною витрати по довжині, а також вирішувати класичні задачі гідравліки - визначення критичної й нормальної глибини в трубах і відкритих потоках правильної та довільної форм поперечного перерізу.

10. Проведено експериментальні дослідження роботи пористої труби в умовах напірного і безнапірного руху рідини, які підтвердили достовірність математичних моделей і методів їх гідравлічного розрахунку.

11. Виконано теоретичне обґрунтування й розроблена методика пошуку оптимальних конструктивних параметрів пористих труб для відводу промивної води та полімербетонного дренажу, з використанням методів чисельного моделювання і планування експериментів.

12. Результати теоретичних і лабораторних досліджень пористих відвідних систем апробовані на діючих швидких фільтрах водопровідних споруд м. Миколаєва. Фільтри показали надійну роботу на протязі тривалого часу експлуатації: зменшились винос матеріалу завантаження з 15 см до 2-3 см за рік і тривалість промивання фільтра на 2-3 хв, швидкість фільтрування зросла в середньому на 0,7 м/год, що привело до збільшення корисної продуктивності фільтра на 8%. Економічний ефект склав 1,69 тис. грн. на 1 м² корисної площі фільтра. Пористі відвідні конструкції впроваджені на 15 швидких фільтрів загальною площею 610 м² (їх сумарна продуктивність – складає десь 100 тис. м³/доб).

13. Промислова апробація пористих конструкцій відводу промивної води з напірних фільтрів водопідготовки дозволила значно скоротити винос дорогого фільтруючого матеріалу. Розрахунковий річний економічний ефект за рахунок цього склав близько 950 грн/м².

14. На підставі теоретичних та експериментальних досліджень розроблені «Рекомендації із проектування, будівництва й монтажу пористих систем відводу промивної води з фільтрів», а також комп'ютерні програми розрахунку, які передані в проектний інститут «Одесакомунпроект» для використання в проектній практиці.

Публікації автора:

1. Прогульный В.И. Работа пористой трубы в условиях безнапорного режима. //Науковий вісник будівництва. -Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ. - 2005. – Вип. 33. - С.170-175.

2. Прогульный В.И. Выбор уравнения движения жидкости в пористой проницаемой трубе. //Гідромеліорація та гідротехн. будівництво. –Рівно: НУВГП. -2005. – Вип. 30. - С.95-100.

3. Прогульный В.И. Учет кривизны стенки при сборе (распределении) воды пористой трубой. //Вісник ОДАБА. - Одесса: «Внешрекламсервис». – 2005. –Вип.17. - С.227-230.

4. Прогульный В.И. Математическая модель сборной пористой напорной трубы. //Вісник ДонНАБА. „Інженерні системи та техногенна безпека у будівництві”. – Макіївка: ДонНАБА. -2005. –Вип.6 (54). - С.8-14.

5. Прогульный В.И. Исследования работы пористой трубы на математической модели. //Науковий вісник будівництва. – Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ. - 2006. -Вип.36. - С.90-95.

6. Прогульний В.Й. Проектування пористих труб для відводу промивної води зі швидких фільтрів. //Науково-технічний збірник „Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки”. - К.: КНУБА. - 2006. - Вип. 7. - С.51-55.

7. Прогульный В.И. Математическая модель пористого дренажа водоочистных фильтров. //Вісник ДонНАБА. „Інженерні системи та техногенна безпека у будівництві”. – Макіївка: ДонНАБА. -2006. -Вип. 2 (58). - С.60-63.

8. Прогульный В.И. Исследования кольматации пористого полимербетона песком. //Вісник ОДАБА. - Одеса: Місто майстрів. – 2006. -Вип.23. - С.261-265.

9. Прогульный В.И. Методика расчета пористого полимербетонного дренажа скорых фильтров с использованием ПЭВМ //Вісник ОДАБА. - Одесса: Внешрекламсервис. -2006. –Вип.24. - С.206-211.

10. Прогульный В.И. Исследование работы пористого дренажа водоочистных фильтров на математической модели. //Вісник ДонНАБА. „Інженерні системи та техногенна безпека у будівництві”. –Макіївка: ДонНАБА. –Вип. 5 (61). -2006. - С.194-197.

11. Прогульный В.И. Экспериментальная апробация математической модели пористой трубы. //Науковий вісник будівництва. – Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ. – 2006. – Вип.37. - С.192-196.

12. Прогульный В.И. Оптимизация пористых систем отвода промывной воды из скорых фильтров. //Коммунальное хозяйство городов. Научно-техн. сб. ХНАГХ. –К.: Техника. -2006. – Вип.72. - С. 147-150.

13. Прогульный В.И., Тельпис В.С. Скорый фильтр с пористыми отводными трубами. //Коммунальное хозяйство городов. Научно-техн. сб. ХНАГХ. -К.: Техника. -2002. –Вип.45. - С.159-164.

14. Прогульный В.И., Тельпис В.С. Выбор варианта пористых конструкций отвода промывной воды из фильтровальных сооружений. //Науковий вісник будівництва. –Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ. -2003. –Вип.22. - С.128-132.

15. Прогульный В.И., Тельпис В.С. Закономерности притока воды через пористую трубу //Вісник ОДАБА. - Одесса: Астропринт. - 2003. –Вип. 11. - С.160-165.

16. Грабовский П.А., Прогульный В.И., Тельпис В.С. Методика расчета пористых труб для отведения промывной воды из водоочистных фильтров. //Коммунальное хозяйство городов. Научно-техн. сб. ХНАГХ. -К.: Техника. -2003. –Вип. 53. - С. 41-48.

17. Грабовский П.А., Ларкина Г.М., Прогульный В.И. и др. Интенсификация фильтровальных сооружений путем использования пористых конструкций. //Вісник ОДАБА. - Одесса: Астропринт. -2003. –Вип. 11. - С.124-130.

18. Грабовский П.А., Прогульный В.И., Грачев И.А. Пошагово-итерационные методы расчета систем распределения и сбора воды. //Вісник НУВГП. – Рівно: -2005. – Вип. 4. -Ч.1(32). - С.158 -163.

19. Грабовський П.О., Прогульний В.Й., Грачов І.А. Розрахунок критичної глибини потоку з використанням ПЕОМ. //Науково-технічний збірник „Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки” - К.: КНУБА. - 2005.- Вип. 5. С.113-119.

20. Грабовский П.А., Прогульный В.И., Антонюк Н.Р. Оптимизация конструкции пористого полимербетонного дренажа с использованием ПЭВМ. //Вісник ОДАБА. - Одесса: Внешрекламсервис. -2005. – Вип. 19. - С.181-185.

21. Прогульный В.И., Коренская Е.В. Сравнение пористых и сетчатых конструкций водопроводных сооружений. //Вісник ОДАБА. - Одесса: Внешрекламсервис. -2006. –Вип. 22. -С.233-238.

22. Грабовський П.О., Прогульний В.Й., Грачов І.А. Розрахунок нормальної глибини потоку з використанням ПЕОМ. //Науково-технічний збірник „Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки” - К.: КНУБА. - 2006. - Вип. 6. - С.118-123.

23. Грабовский П.А., Прогульный В.И. Пористые системы для отвода воды //Тезисы докл. международн. сем. «Анализ и оптимизация грубогетерогенных комопзиционных материалов» - Одесса. -1993. - С.12-13.

24. Грабовский П.А., Прогульный В.И. Пористый отвод промывной воды как средство интенсификации водоочистных фильтров //Тезисы докладов международной научн.-техн. конф. «Питьевая вода-94» - Одесса. -1994. - С.8-10.

25. Грабовский П.А., Ларкина Г.М., Прогульный В.И., Карпов И.П., Триль А.А. Напорный фильтр ОГАСА. //Сб. материалов IV международной научно-технической конференции “Питьевая вода-98” - Одесса. -1998. - С. 80-85.

26. Грабовський П.О., Ларкіна Г.М, Прогульний В.Й., Карпов І.П., Тріль О.А. Порівняльний аналіз дренажів водоочисних фільтрів. - //Ринок інсталяційний -№11. -2000. - С. 28-29.

27. Прогульный В.И., Тельпис В.С. Скорый фильтр с пористыми устройствами для отвода промывной воды. //Тезисы научно-техн. конференции «Актуальные проблемы строительства и благоустройства территорий», - Кишинев, 2002. – С. 243-248.

28. Грабовський П.О., Ларкіна Г.М., Прогульний В.Й. Очищення природних вод. Навчальний посібник. - Одеса. ОДАБА. - 2003. - 262 с.

29. Грабовский П.А., Прогульный В.И. Численные методы решения задач движения жидкости в водоснабжении и водоотведении. //Тезисы докладов VI международного конгресса «Вода: экология и технология» (ЭКВАТЭК -2004). -М. -2004. - C. 577-578.

30. Прогульный В.И. Разработка математической модели трубопровода с проницаемыми стенками. //Матеріали науково-практич. конференції „Сучасні проблеми охорони довкілля, рац. використання водн. ресурсів, очистки природ. та стічних вод”. - К: Знання. -2005. - С. 101-104.

31. Прогульный В.И. Пористые конструкции для водопроводных сооружений. //Зб. допов. Міжнар. конгр. „Екологія, технол., економіка, водопостачання, каналізація (ЕТЕВК – 2005). -Ялта. -2005. - С. 269-272.

32. Патент України на корисну модель №19279.МПК Е03Б 3/00 /Пристрій для збору і відведення промивної води зі швидких фільтрів /Грабовський П.О., Прогульний В.Й. Завл. 29.05.2006; Опубл. 15.12.2006, Бюл. №12, 2006р.

33. Патент України на корисну модель №19278. /Дренажно-розподільний пристрій швидких фільтрів / Грабовський П.О., Прогульний В.Й. Завл. 29.05.2006; Опубл. 15.12.2006, Бюл. №12, 2006р.