Способ защиты водных микроорганизмов,эмбрионов и мальков рыб от гибели из-за кавитации в водоводах гидросооружений

 

СПСЮОБ ЗАЩИТЫ ЮДНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ , ЭМБРИОНОВ И МАЛЬКОВ РЫБ ОТ ГИБЕЛИ ИЗ-ЗА КАВИТАЦИИ В ВОДОВОДАХ ГИДРОСООРУЖЕНИЙ, включакщий подачу в водовод воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты, подачу в водовод воздуха осуществляют перед зоной кавитации до равномерного насьщения воды по всему сечению водовода. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕОЪ БЛИН (зцЕ 02 В 3 08

ГОСУ@АРСТВЕНН1 1Й HOM rET ООСР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3408632/29-15 (22) 25.01.82 (46) 30.04, 85. Бюл. У 16 (72) А.С.Лашков и К.И.Кириллова (53) 626.88(088.8) (56) 1. Пирсол Н. Кавитация . N.

"Мир", 1975, с. 70.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 499375, кл. Е 02 В 8/06, 1975.

„„SU„„11 29 9 А (54) (57) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ВОДНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ, ЭМБРИОНОВ И МАЛЬКОВ РЫБ

ОТ ГИБЕЛИ ИЗ-ЗА КАВИТАЦИИ В ВОДОВОДАХ ГИДРОСООРУЖЕНИЙ, включающий подачу в водовод воздуха, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты, подачу в водовод воздуха осуществляют перед зоной кавитации до равномерного насыщения воды по всему сечению водовода.

1 1152999

Изобретение относится к гидроэнергетике и охране природы и может быть использовано на гидроэлектрических станциях (ГЭС), гидроаккумулирующих станциях (ГАЭС) и насосных установках.

Известно, что большие импульсы давлений разрушающе действуют на животные и растительные биологические объекты, обитающие в водной сре- 10 де 1 3.

В естественных условиях вода, протекающая через гидромашину из водохранилища, имеет определенное число пузырьков воздуха в единице объема малого размера (r=10 -10 см). Объемы воды, протекающие через зоны растягиванхцих напряжений гидромашины, претерпевают разрыв на воздушном пузырьке, KoTopbH pBcTeT наполняясь g0 паром. Затем этот паровой пузырек, попадая в зону повышенного давления, сжимается, пар конденсируется и в результате возникают импульсы давления в несколько тысяч кг/см, от дей-р5 ствия которых в кавитирующей зоне разрушаются высоколегированные стали и гибнут живые организмы. Этот процесс роста и замыкания кавитационных пузырьков называют паровой кавитацией. ности каИсследования показали, что.работа гидромашин ГЭС, ГАЭС и насосных установок сопровождается паровой кавитацией разной интенсивности в зависимости от типа гидромашины и режимов ее работы.

Поскольку практически весь сток крупных рек и запас воды в водохранилищах протекает через гидромашины, 40 паровая кавитация нередко приводит к Средний массовой гибели микроорганизмов, эмбрионов и мальков рыб, которые с потоком воды проходят между лопастями рабочих колес и подвергаются

45 интенсивному кавитационному воздействию.

Вт и

Примечание см2

Малый

0-1 0

Подвижность микроорганизмов ускоряется

1-3

0-50

Подвижность микроорганизмов замедляется

3-10 50-100 ПодвижHOCTb микроорганизмов отсутствует

Высокий

55

Известен также способ защиты водных микроорганизмов эмбрионов и мальков рыб от гибели из-за кавитации в водоводах гидросооружений, включающий подачу в водовод воздуха )2).

Этот способ уменьшает кавитационные явления в водоводе, что снижает гибель микроорганизмов, но поскольку исключить полностью кавитацию нельзя, то процент гибели достаточно высокий.

Цель изобретения — повышение эффективности защиты.

Поставленная цепь достигается тем, что согласно способу защиты водных микроорганизмов, эмбрионов и мальков рыб от гибели за счет кавитации в водоводах гидросооружений, включакицему подачу в водовод воздуха, поДачу в водовод воздуха осуществляют перед зоной кавитации до равномерного насыщения воды .по всему сечению водовода.

На фиг.1 изображена гидроэлектростанция, поперечный разрез; на фиг.2ориентировочная экспериментальная характеристика связи относительной 1. величины (щ —,7) гибели микроорга „л низмов в зависимости от интенсивности кавитационного воздействия (Вт/

/cM> ) .

В таблице приведены ориентировочные цифровые данные зависимости гибели микроорганизмов от величины интенсивности кавитационноro воздействия (относительное число погибших микроорганизмов и др. ). и

П р и м е ч а н и е. и ; - число погибших микроорганизмов и др.;

Ем — общее число микроорганизмов.

3 115299

От компрессора 1 по трубе 2 подается атмосферный воздух через наиболее удобное отверстие в гребне плотины, близко расположенное к напорному трубопроводу 3. Через раструб 4 воздух впускается в поток воды с минимальными потерями выхода, т.е. с наименьшими пульсациями давления.

Затем воздух перемешивается, проходя напорный трубопровод 3, спираль- 1б ную камеру 5 и направляющий аппарат

Ь и поступает на лопасти рабочего колеса 7, равномерно распределяясь в потоке воды в дисперсном состоянии.

Измерения интенсивности кавитационного воздействия осуществляют с помощью гидрофона 8 и гармонического анализатора 9.

От компрессора 1 через трубу 2 подается определенный расход воздуха в воду Я, и при постоянных значениях напора н высоты отсасывания (8=const, Her=const) определяется интенсивность кавитациониого воздействия I и берется биологическая

25 проба воды в зоне водоприемиика, в напорном трубопроводе и на выходе из отсась1вающей трубы гидромацйны.

Такие опыты проводились при различных значениях мощности агрегата,т.е. при разных условиях кавитацнонного воздействия гидромашины иа микроорганизмы и др., протекающие вместе с водой через кавитациониую зону.

Такие же испытания проводили ипри других расходах воздуха в воду, включая =0. Затем при изменении эксплуатационных напоров Н и высот отсасывания Н (в другое время года) проводили другие циклы испытаний при

40 тех же значениях нагрузки агрегата (расхода воды) . После получения достаточного количества материала выполняли технико-экономические расчеты, определякщие оптимальное коли45

9 4 чест во воздуха, необходимо ro для подачи в гидромашину для существенного уменьшения гибели микроорганизмов и др, Пример. Интенсивность кавитационного воздействия высоконапорных радиально-осевых гидротурбин в зависимости от режима работы меняется приблизительно от О,S до 10 Вт/см .

Это соответствует малой, средней и высокой интенсивности воздействия (см. Матаушек И. Ультразвуковая техника. М., ГНТИЛ по черной и цветной металлургии, 1962, с. 107-109, табл.1), =3-10 Вт/см может привести к массовой гибели микроорганизмов.

Если поступающую на гидромашину воду пересытить свободным воздухом до

0,1Х или 10 объемного содержания воздуха в воде, то интенсивность кавитационного воздействия уменьшится за счет изменения волнового сопротивления смеси воды и воздуха У в

3-4 раза, исключая опасные уровни кавитационного воздействия.Отсутствие гибели микроорганизмов проверяли известным способом, определякщим подвижность микроорганизмов в пробах, взятых до кавитирующей зоны и за рабочим колесом.

Равномерное распределение воздуха в воде н пересьицение воды воздухом снижает интенсивность кавитационного воздействия на микроорганизмы и др. и при достаточном количестве воздуха в воде исключает их гибель, использование способа с применением акустических измерений сокращает сроки ведения натурных экспериментов для определения оптимального количества подаваемого в воду воздуха. Уменьшение гибели микроорганизмов и др. повышает продуктивность рыбного хозяйства рек, водохранилищ н каналов и восстанавливает их экологию.

1152999

Составитель А.Сергеев

Редактор Л.Пчелинская ТехредИ.Надь

Корректор В. Бутяга

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 2458f24 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5