Микротурбулентность потока и ее связь с рельефом внутренней поверхности трубопроводов

Исследованы вопросы течения потока жидкости в открытом желобе, имитирующем самотечный трубопровод малого диаметра (до 150 мм) при низких скоростях течения сточной воды. На специально разработанном гидравлическом стенде выявлены условия, обеспечивающие вихреобразование (микротурбулентность) потока за счет изменения геометрической формы внутренней поверхности трубы путем расположения на ней искусственных выступов (препятствий), что может способствовать предотвращению осаждения взвешенных частиц на поверхности трубопровода и способствовать их эффективному перемещению. Разработана методика проведения гидравлических экспериментов на стенде. Изучено несколько типов искусственных препятствий, создающих явления микротурбулентности на внутренней поверхности желоба вблизи лобовой поверхности обтекаемых препятствий, которые могут способствовать стабильной транспортирующей способности взвешенных веществ в потоке движущейся жидкости. В качестве препятствий рассматривались единичные и групповые выполненные из металла и полимерных материалов бруски в виде параллелепипеда и цилиндра, многогранника в виде призмы и гаек, а также препятствия в форме перевернутого шарового сегмента и другие. По результатам исследования течения жидкости по открытому желобу и расположения препятствий выявлен характер вихреобразования до и после них, установлены оптимальные геометрические размеры препятствий и определены площади зон возмущения при малых скоростях течения воды (менее 0,4 м/с).