vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2022-24-6-129-138vestniktgasu-1364Research ArticleВОДОСНАБЖЕНИЕ, КАНАЛИЗАЦИЯ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ ВОДНЫХ РЕСУРСОВWATER SUPPLY, SEWERAGE, BUILDING SYSTEMS OF WATER RESOURCE PROTECTIONВлияние толщины слоя отложений в водопроводных сетях и сетях водоотведения на характеристики их гидравлического потенциалаSediment thickness in water pipes and hydraulic potentialПродоусО. А.ProdousO. A.

Продоус Олег Александрович, докт. техн. наук, профессор, генеральный директор

190005, г. Санкт-Петербург, Московский пр., 37/1, лит. А, пом. 1-Н

37/1, Moskovskii Ave., 190005, Saint-Petersburg

 

pro@enco.suШлычковД. И.ShlyichkovD. I.

Шлычков Дмитрий Иванович, канд. техн. наук, доцент

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, 26

 

26, Yaroslavskoe Road, 129337, Moscow

ShlyichkovDI@mgsu.ruООО «ИНКО-эксперт»РоссияOOO "INCO-expert"Russian FederationНациональный исследовательский Московский государственный строительный университетРоссияThe National Research Moscow State University of Civil EngineeringRussian Federation202220122022246129138Copyright © Продоус О.А., Шлычков Д.И., 20222022Продоус О.А., Шлычков Д.И.Prodous O.A., Shlyichkov D.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1364

На практике установлено, что при определенных условиях, в зависимости от характеристик питьевой воды, на внутренней поверхности стальных водопроводных труб и труб из серого чугуна образуется слой отложений, изменяющий в процессе эксплуатации сетей водоснабжения значения гидравлических характеристик труб и энергопотребление насосных агрегатов, перекачивающих питьевую воду потребителям.

Целью исследования является расчет значений характеристик гидравлического потенциала труб для подтверждения расчетных зависимостей для гидравлического расчета водопроводных труб с внутренними отложениями. Аналогично для самотечных сетей из любого вида материалов в лотковой части труб при определенной скорости потока образуется слой осадка, изменяющий также значения характеристик гидравлического потенциала труб, влияющий на величину значений фактического гидравлического уклона, характеризующего период продолжительности эксплуатации сети водоотведения до необходимости проведения его гидродинамической очистки.

Используются расчетные зависимости, уточненные авторами для гидравлического расчета металлических водопроводных труб и самотечных сетей водоотведения с внутренними отложениями.

Доказано влияние толщины слоя внутренних отложений в водопроводных металлических сетях на величину значений характеристик их гидравлического потенциала, а также влияние толщины слоя осадка в лотковой части самотечных сетей водоотведения на величину значений гидравлических характеристик труб. Приведен конкретный пример, подтверждающий наличие зависимости гидравлического уклона сети водоотведения от толщины слоя отложений в лотковой части труб. Пример подтвержден графиками.

Предложено в процессе жизненного цикла «Эксплуатация» для водопроводных и самотечных сетей водоотведения производить инструментальный контроль толщины слоя внутренних отложений, для чего использовать запатентованное авторами устройство.

Purpose

Purpose: Calculation of the pipe hydraulic potential affected by sediments in water pipes. For gravity sewerage pipes of any material, a sludge layer is formed in the chute of pipes at a certain flow rate, which also changes the hydraulic potential of pipes affecting the actual hydraulic gradient, characterizing the period of operation of the drainage network before it needs to be hydrodynamically cleaned.

Methodology/approach

Methodology/approach: Dependences are suggested for the hydraulic calculation of metal water pipes and gravity drainage networks with internal deposits.

Research findings

Research findings: The influence of the layer thickness of internal sediments in water metal pipes on their hydraulic potential is shown as well as the influence of this thickness in the tray part of gravity drainage networks on the hydraulic characteristics of pipes. The dependence shows the hydraulic curve slope of the drainage network relative to the sediment layer thickness in the tray part of pipes.

Practical implications

Practical implications: Instrumental control is proposed for the sediment layer thickness during the operation of water pipes and gravity drainage networks using the proposed device patented by the authors. 

 

сети водоснабжения и водоотведения с внутренними отложениямигидравлический расчетзависимость гидравлических характеристик труб от толщины слоя осадкавнутренние отложениярасчётная зависимостьwater supplyinternal depositsgravity networkhydraulic potentialpipessediment layerinternal depositsdependenciesReferencesПродоус О.А., Шипилов А.А., Якубчик П.П. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб из стали и серого чугуна с внутренними отложениями : справочное пособие. 1-е изд. Санкт-Петербург ; Москва : ООО «Перо», 2021. 238 с.Prodous O.A., Shipilov A.A., Yakubchik P.P. Tablitsy dlya gidravlicheskogo rascheta vodoprovodnykh trub iz stali i serogo chuguna s vnutrennimi otlozheniyami [Tables for hydraulic calculation of water pipes made of steel and gray cast iron with internal deposits], 1st ed., Saint-Petersburg; Moscow: Pero, 2021. 238 p. (rus)Продоус О.А., Шлычков Д.И. Механизм образования слоя отложений в лотковой части труб самотечных сетей водоотведения // Известия вузов. Строительство. 2021. № 6 (750). С. 95−98.Prodous O.A., Shlychkov D.I. Mekhanizm obrazovaniya sloya otlozhenii v lotkovoi chasti trub samotechnykh setei vodootvedeniya [Formation mechanism of deposits in tray part of pipes of gravity drainage networks]. Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo. 2021. No. 6 (750). Pp. 95−98. (rus)Продоус О.А., Шипилов А.А. Гидравлический критерий обоснования необходимости разработки проектов реконструкции водопроводных сетей из металлических труб // Водные системы и технологии. 2020. № 1. С. 26−31. URL: https://cloud.mail.ru/public/xeyP/gxLhGxHETProdous O.A., Shipilov A.A. Gidravlicheskii kriterii obosnovaniya neobkhodimosti razrabotki proektov rekonstruktsii vodoprovodnykh setei iz metallicheskikh trub [Hydraulic criterion for substantiating reconstruction projects on metal water pipes]. Vodnye sistemy i tekhnologii. 2020. No. 1. Pp. 26−31. Available: https://cloud.mail.ru/public/xeyP/gxLhGxHET (rus)Продоус О.А., Шлычков Д.И. Прогнозирование возможности продолжения эксплуатации самотечных сетей водоотведения с отложениями в лотковой части труб // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2021. Т. 11. № 4. С. 646−653. URL: https://doi.org/10.21285/2227-2917-2021-4-646-653Prodous O.A., Shlychkov D.I. Prognozirovanie vozmozhnosti prodolzheniya ekspluatatsii samotechnykh setei vodootvedeniya s otlozheniyami v lotkovoi chasti trub [Possibility of continuing operation of gravity drainage networks with deposits in the tray part of pipes]. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost'. 2021. V. 11. No. 4. Pp. 646−653. Available: https://doi.org/10.21285/2227-2917-2021-4-646-653 (rus)Продоус О.А. Уточненный вид расчетной зависимости для гидравлического расчета изношенных металлических водопроводных труб с внутренними отложениями // Яковлевские чтения : сб. Москва : НИУ МГСУ, 2021. С. 178–193.Prodous O.A. Utochnennyi vid raschetnoi zavisimosti dlya gidravlicheskogo rascheta iznoshennykh metallicheskikh vodoprovodnykh trub s vnutrennimi otlozheniyami [Hydraulic calculation of worn metal water pipes with internal sediments]. In: Yakovlevskie chteniya (‘Yakovlev Readings’). Moscow: MGSU, 2021. Pp. 178–193. (rus)Продоус О.А., Шлычков Д.И. Зависимость фактической скорости потока в самотечных сетях водоотведения от толщины слоя отложений в лотковой части труб // Технологии очистки воды : материалы XIII Международной научно-практической конференции ТЕХНОВОД-2021, 14−17 декабря 2021 г. Сочи, Красная Поляна. 2021. С. 101−104.Prodous O.A., Shlychkov D.I. Zavisimost' fakticheskoi skorosti potoka v samotechnykh setyakh vodootvedeniya ot tolshchiny sloya otlozhenii v lotkovoi chasti trub [Actual flow rate in gravity drainage networks vs. sediment layer thickness in the tray part of pipes]. In: Tekhnologii ochistki vody: materialy 8 Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii (Proc. 8th Int. Sci. Conf.’Water Purification Technology’). Sochi, Krasnaya Polyana. 2021. Pp. 101−104. (rus)Чупин Р.В. Оптимизация развивающихся систем водоотведения. Иркутск : Изд-во Иркутского государственного технического университета, 2015. 418 с.Chupin R.V. Optimizatsiya razvivayushchikhsya sistem vodootvedeniya [Optimization of wastewater disposal systems]. Irkutsk, 2015. 418 s. (rus)Продоус О.А., Шлычков Д.И. Сравнительный анализ расчетных зависимостей для гидравлического расчета самотечных сетей водоотведения // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2021. Т. 11. № 3. С. 462−469. URL: https://doi.org/10/ 21285/2227-2917-2021-3-462-469Prodous O.A., Shlychkov D.I. Sravnitel'nyi analiz raschetnykh zavisimostei dlya gidravlicheskogo rascheta samotechnykh setei vodootvedeniya [Hydraulic calculation of gravity drainage systems]. Izvestiya vuzov. Investitsii. Stroitel'stvo. Nedvizhimost'. 2021. V. 11. No. 3. Pp. 462−469. Available: https://doi.org/10/21285/2227-2917-2021-3-462-469 (rus)Продоус О.А., Шлычков Д.И., Пархоменко С.В. Обоснование допустимого уровня наполнения в трубах самотечных сетей водоотведения // Сб. докладов участников XVII Международной научно-технологической конференции, посвященной памяти академика РАН С.В. Яковлева, 17−18 марта. Москва, 2022. С. 85−95.Prodous O.A., Shlychkov D.I., Parkhomenko S.V. Obosnovanie dopustimogo urovnya napolneniya v trubakh samotechnykh setei vodootvedeniya [Permissible level of pipe filling of gravity drainage networks]. In: Sb. dokladov uchastnikov 17 Mezhdunarodnoi nauchnotekhnologicheskoi konferentsii, posvyashchennoi pamyati akademika RAN S.V. Yakovleva (Proc. Int. Sci. Conf. devoted to Academician Yakovlev). Moscow, 2022. Pp. 85−95. (rus)Патент № 207822 Российская Федерация. Устройство для измерения толщины отложений в трубе : дата государственной регистрации в Государственном реестре полезных моделей РФ 18.11.2021 г. : опубл. 18.11.2021 / Продоус О.А., Шлычков Д.И. Бюл. № 32.Prodous O.A., Shlychkov D.I. Ustroistvo dlya izmereniya tolshchiny otlozhenii v trube [Device for sediment thickness measurement in a pipe]. Patent Russ. Fed. N 207822, 2021. (rus)Продоус О.А., Шлычков Д.И., Абросимова И.А. Обоснование необходимости проведения гидродинамической очистки самотечных сетей водоотведения // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. Вып. 1. С. 106−114.Prodous O.A., Shlychkov D.I., Abrosimova I.A. Obosnovanie neobkhodimosti provedeniya gidrodinamicheskoi ochistki samotechnykh setei vodootvedeniya [Hydrodynamic cleaning of gravity drainage networks]. Vestnik MGSU. 2022. V. 17. No. 1. Pp. 106−114. (rus)Богомолов М.В., Карамазиков Ф.В., Костюченко С.В. Методы удаления запахов в системах транспортировки и очистки сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 2016. № 7. С. 33−43.Bogomolov M.V., Karamazikov F.V., Kostyuchenko S.V. Metody udaleniya zapakhov v sistemakh transportirovki i ochistki stochnykh vod [Hydrodynamic cleaning of gravity drainage networks]. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika. 2016. No. 7. Pp. 33−43. (rus)

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