izvestswsuИзвестия Юго-Западного государственного университетаProceedings of the Southwest State University2223-15602686-6757ЮЗГУ10.21869/2223-1560-2018-22-5-66-72izvestswsu-392Research ArticleСтроительство и архитектураCONSTRUCTION AND ARCHITECTUREИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОДRESEARCH OF RHEOLOGICAL CHARACTERISTICS OF RAINFALL OF SEWAGEМорозовВ. А.MorozovV. A.

Кандидат технических наук, профессор

305040, Курск, ул. 50 лет Октября, 94

 

Candidate of Engineering Sciences, Professor305040, Kursk, 50 Let Oktyabrya str., 94vamorozov46@list.ruМорозовА. В.MorozovA. V.

Кандидат технических наук

305040, Курск, ул. 50 лет Октября, 94

Сandidate of Engineering Sciences305040, Kursk, 50 Let Oktyabrya str., 94bumer777@list.ruМорозоваЕ. Н.MorozovаE. N.

Аспирант

305040, Курск, ул. 50 лет Октября, 94

Post-Graduate Student305040, Kursk, 50 Let Oktyabrya str., 94bumer777@km.ruФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет»Southwest State University2018260220192256672Copyright © Морозов В.А., Морозов А.В., Морозова Е.Н., 20192019Морозов В.А., Морозов А.В., Морозова Е.Н.Morozov V.A., Morozov A.V., Morozovа E.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestswsu.elpub.ru/jour/article/view/392

Одной из проблем перекачки осадков сточных вод (ОСВ) является использование центробежных насосов для этих целей. В настоящее время используются объёмные насосы, в частности винтовые.  Применение центробежных насосов ограничено из-за отсутствия реологических характеристик перекачиваемых сред, в связи с чем центробежные насосы применяют в основном после разбавления ОСВ водой, что приводит к дополнительным затратам энергии.

Определение реологических характеристик ОСВ позволит рекомендовать центробежные насосы для их перекачки и установить их возможности.

С этой целью предлагается использовать метод капиллярной вискозиметрии для  определения реологических констант (предельное напряжение сдвига и вязкость),которыми характеризуются ОСВ, течение которых описывается моделью вязкопластичной жидкости.

Определение реологических констант осадков сточных вод проводилось на производственной установке, где снимались рабочие характеристики насосов с одновременным определением вязкопластичных свойств ОСВ.

Реологические константы ОСВ определялись методом учёта гидравлических сопротивлений на фиксированном участке круглой трубы в зависимости от расхода ОСВ и его концентрации в предположении, что режим течения ламинарный.

 Установлено, что в отличие от ньютоновских жидкостей все кривые течения в трубе в зависимости от его концентрации  проходят не через начало координат, а отсекают отрезок,что указывает на вязкопластичные свойства ОСВ.  Движение начинает происходить лишь после того, когда давление в трубе будет больше давления предельного напряжения сдвига.

Исследование реологических свойств ОСВ показало, что основными характеристиками исследуемых ОСВ являются предельное напряжение сдвига и пластическая вязкость, которые зависят от концент-рации суспензии.

Результаты эксперимента показывают, что изменение реологических характеристик ОСВ в зависимости от концентрации зависит от изменения характеристик насосов и соответствует существующим рекомендациям по перекачке ОСВ насосами без разбавления водой.

 Установлена зависимость между реологическими характеристиками осадков сточных вод и их концентрацией.

One of problems of transfer of the rainfall of sewage (OSV) is use of impeller pumps for these purposes. Now displacement pumps, in particular screw are used. Application of impeller pumps is limited due to the lack of rheological characteristics of flowed through environments in this connection impeller pumps apply in the main ambassador of a dilution of OSV water that leads to padding energy consumptions.

Definition of rheological characteristics of OSV will allow to recommend impeller pumps for their transfer and will define their opportunities.

It is for this purpose offered to use a method of a capillary viscosimetry for definition of rheological constants (the ultimate strain of shift and viscosity) which characterize OSV which current is described by model of viscoplastic liquid.

Definition of rheological constants of rainfall of sewage was carried out on production installation where performance characteristics of pumps with simultaneous definition of the OSV viscoplastic properties were removed.

Rheological constants OSV were defined by method of the accounting of hydraulic resistances on the fixed site of a round pipe depending on an expense of OSV and its concentration in the assumption that the current mode laminar.

 It is established that unlike the Newtonian liquids all curve currents in a pipe depending on its concentration pass not through an origin of coordinates, and intercept that indicates the OSV viscoplastic properties. Driving begins to happen only after when pressure in a pipe is more than pressure of the ultimate strain of shift.

 The research of rheological behavior of OSV showed that the main characteristics of the studied OSV are the ultimate strain of shift and plastic viscosity which depend on concentration of suspension.

Results of an experiment show that change of rheological characteristics of OSV depending on concentration depends on change of characteristics of pumps and corresponds to the existing recommendations about transfer of OSV pumps without watering.

 Dependence between rheological characteristics of rainfall of sewage and their concentration is established.

осадки сточных водреологические характеристикинасосывискозиметриягидравлические потеривязкостьsettlings of sewagerheological characteristicspumpsviscosimetryhydraulic lossesviscosityReferencesАрефьев H. H., Штин С. М. Метод определения реологических характеристик сапропеля // Горный информационно-аналитический бюл. М.: Изд-во МГГУ, 2007. № 1. С. 41 ‒ 47.Aref'ev H. H., Shtin S. M. Metod opredelenija reologicheskih harakteristik sapropelja.Gornyj informacionno-analiticheskij bjul. Moscow, 2007,no. 1,pp. 41 ‒ 47.Дегтярев В. Н. О взаимосвязи параметров, характеризующих течение вязкопластичных жидкостей в трубе, и ротационном вискозиметре // Нефтяное хозяйство. 1970. № 10. С. 64.Degtjarev V. N. O vzaimosvjazi parametrov, harakterizujushhih techenie vjazkoplastichnyh zhidkostej v trube, i rotacionrotacionnom viskozimetre.Neftjanoe hozjajstvo, 1970,no. 10,pp. 64.Мительман Б. И., Роземберг Г. Д. К вопросу о структурном режиме течения вязкопластичной жидкости по трубам // Тр. Всесоюз. НИИБТ. 1965. Вып XV. С. 39-48.Mitel'man B. I., Rozemberg G. D. K voprosu o strukturnom rezhime techenija vjazkoplastichnoj zhidkosti po trubam. Tr. Vsesojuz. NIIBT, 1965,is. XV,pp. 39-48.Морозова Е. Н., Морозов В. А. Повышение надежности работы насосных станций водоотведения при проектировании и строительстве, как фактор улучшения экологической безопасности городов // Проектирование и строительство: сборник тезисов докладов научно-практической конференции. Курск, 2015. С. 39‒40.Morozova E. N., Morozov V. A. Povyshenie nadezhnosti raboty nasosnyh stancij vodootvedenija pri proektirovanii i stroitel'stve, kak faktor uluchshenija jekologicheskoj bezopasnosti gorodov.Proektirovanie i stroitel'stvo.Sbornik tezisov dokladov nauchno-prakticheskoj konferencii. Kursk, 2015,pp. 39‒40.Морозова Е.Н., Морозов В.А., Мо-розов А.В. Особенности расчета совместной работы насосных станций и сетей водоотведения // Строительство-2016:материалы II Брянского междунар. инновационного форума. Брянск, 2016. Т.1. С. 88-91.Morozova E.N., Morozov V.A., Morozov A.V. Osobennosti rascheta sovmestnoj raboty nasosnyh stancij i setej vodootvedenija.Stroitel'stvo-2016. Materialy II Brjanskogo mezhdunar. innovacionnogo foruma. Brjansk, 2016,vol. 1, pp. 88-91.Огибалов П.М., Мирзаджанзаде А.Х. Нестационарные движения вязкопластичных сред. М.: Изд-во МГУ, 1970. 415 с.Ogibalov P. M., Mirzadzhanzade A. H. Nestacionarnye dvizhenija vjazkoplastichnyh sred. Moscow,MGU Publ., 1970, 415 p.Шелухин В. В. Модель жидкости Бингама в переменных напряжение-скорость // Докл. Академии наук. 2001. Т. 377, №4. С. 455‒458.Sheluhin V. V. Model' zhidkosti Bingama v peremennyh naprjazhenieskorost'.Dokl. Akademii nauk, 2001, vol. 377, no.4,pp. 455‒458.Щербаков В. И.,Морозов А. В. Прогнозирование рабочих характеристик центробежных насосов на осадках сточных вод // Яковлевские чтения: сб. докл. X науч.-техн. конф. М.: Изд-во АСВ, 2015. С.61‒65.Shherbakov V. I., Morozov A. V. Prognozirovanie rabochih harakteristik centrobezhnyh nasosov na osadkah stochnyh vod. Jakovlevskie chtenija.Sb. dokl. X nauch.-tehn. konf. Moscow, ASV Publ., 2015,pp. 61‒65.Шульман З.П. Конвективный тепломассоперенос реологически сложных жидкостей. М.: Энергия, 1975. 352 с.Shul'man Z.P. Konvektivnyj teplomassoperenos reologicheski slozhnyh zhidkostej. Moscow,1975, 352 p.Щеглов К.А. Насосные станции для перекачки сточных вод и осадков. М.: Изд-во МКХ РСФСР, 1987. 186 с.Shheglov K.A. Nasosnye stancii dlja perekachki stochnyh vod i osadkov. Moscow, 1987, 186 p.Яковлев С.В. Инженерное оборудование зданий и сооружений:энциклопедия. М.: Стройиздат, 1994. 512 с.Jakovlev S.V. Inzhenernoe oborudovanie zdanij i sooruzhenij. Moscow, Strojizdat Publ., 1994, 512 p.Водоотводящие системы промышленных предприятий/ С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.М.Ласков, Ю.В. Воронов.М.: Стройиздат, 1990. 511 с.Jakovlev S.V., Karelin Ja.A., Laskov Ju.M., Voronov Ju.V. Vodootvodjashhie sistemy promyshlennyh predprijatij. Moscow, StrojizdatPubl.,1990, 511 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.