В данной статье предложены общие сведения о энергосберегающей технологииприподачи воды из перфораций вдоль пути увлажнителя.
Ключевые слова: расход воды, перфорация, увлажнитель, энергосберегающая технология, труба, установка, начальный участок, эксперименты, потери напора, кинетическая энергия, результаты.
Целью исследования являлось определение расхода воды через перфорации вдоль пути трубы увлажнителя с открытым концом при атмосферном окружении и распределения внутреннего давления по сечения увлажнителя.
Эксперименты проведены на установке, разработанной Шакировым А. А. [1]. Установка состоит из полиэтиленовой трубы диаметром 13 мм и длиной 8 м. Начальный участок трубы-3 м. Длина рабочей части — 2,6 м. В верхней части по горизонтальной линии просверлены отверстия диаметром 1 мм на расстоянии 10 см друг от друга. На каждом пятом отверстии установлены штуцеры для измерения пьезометрического давления. Число штуцеров -5, количество перфораций — 21. Расходы потока на перфорациях и в конце трубы измеряются объемным способом.
В результате опытов получили зависимость изменения расхода воды на перфорациях от длины трубы. Статистическая обработка результатов экспериментальных данных дала функцию монотонно убывающей прямой линии в виде
.
Зависимость расходов выходящий из каждой перфорации 
от перепадов давления 
показывает, что в начальном сечении трубы расход в перфорациях подчиняется криволинейному закону, а с удалением от него закономерность распределения расхода в перфорациях стремится к прямолинейному закону.
Как известно из гидравлики потери напора на единицу длины при движение жидкости в параллельном оттоке на элементарном пути 
выражаются формулой [2].
, (1)
где 
— потери напора в данном сечения на участке трубы длины 
; 
— удельное сопротивление трубопровода; 
- расход жидкости изменяющийся вдоль пути по закону.
, (2)
где 
— общий расход; 
- расход воды в конце трубы, так называемый сбросной расход.
Изменение расхода на перфорациях, в зависимости от перепада давления на участке 
, изучали для случаев работы всех перфораций; работы одной перфорации при закрытых остальных; работы одной перфорации при последовательном открывании последующих. В этих экспериментах характерно появление 
, которое в дальнейшем будем называть «Начальным перепадом давления» для выхода жидкости через отверстия. При переходе от сечения к сечению по длине трубы увеличивалось, а вдоль неё давление убывало. Безразмерный перепад давления в зависимости от безразмерного расхода перфорациях можно описать выражением:
(3)
Количество жидкости, протекающее за единицу времени на участке трубы длиной 
, будет выражается формулой [2].
(4)
С учетом формулы (1) и (4) получим уравнение движения жидкости по перфорированной трубе.
, (5)
где
и 
— постоянные, зависящие от режима, физических свойств жидкости а также от степени перфорированности.
Решение уравнения (5) выражается в следующем виде.
, (6)
Произвольные постоянные 
и
находим из граничных условий.
, 
, 
,
где
— расход жидкости при входе трубы;
— значение напора на входев трубу;
- фактор пропорциональности, зависящий от степени перфорации стенок трубы.
Тогда решение (6) преобразуется к виду
, (7)
Изменение напора вдоль пути можно записать в виде.
, (8)
Несложный анализ полученных формул показывает, что при одинаковом начальном напоре 
в случае перфорированных труб расход через перфорации с изменением перепада напора т. е. вдоль трубы изменяется по криволинейному закону, что подтверждается экспериментально. Для обеспечение непрерывного выхода расхода воды из перфорациях необходимо увеличить диаметр перфорации вдоль пути увлажнителя. Этим и соблюдается постоянство удельная кинетическая энергия.
Литература:
- Шакиров А. А. Обоснование эффективных параметров гидродинамических процессов в каналах пористых сред. // Авт.дисс. на соиск. уч. степ, д.т.н. — Т., 1998, 39 с.
- Гиргидов А. Д. Механика жидкости и газа (гидравлика). СПбГПУ, 2004, 398 с.
