В результате проведенных опытов, а так же на основании работ других исследователей авторами построена математическая модель процесса аэрации воды незатопленной свободно падающей круглой струей.
Исходными данными для моделирования являются геометрические (высота, скорость и угол падения, диаметр), физические (температура и вязкость) и химические (содержание NaCl) характеристики аэрируемой жидкости.
Применение этой модели обеспечит возможность прогнозирования следующих параметров процесса: глубина проникновения аэрирующей струи, размеры и форма факела пузырьков, количество эжектируемого воздуха и средний диаметр пузырьков.
На основании построенной математической модели, разработано приложение для графической операционной среды Microsoft Windows, рассчитывающее основные параметры и позволяющее получить наглядное представление о процессе аэрации воды незатопленной свободно падающей круглой струей через его визуализацию на дисплее компьютера. Далее приведен код одного из модулей разработанного приложения, обеспечивающий построение двухмерного изображения процесса струйной аэрации на дисплее компьютера.
Public Sub izobr_2D()
´перевод значение угла падения струи из градусов в радианы
b_rad = b * Pi / 180
´определение масштаба изображения процесса на форме
If lc <= lgr Then
x = 8000 / (lc + lf)
Else
x = 8000 / (lgr + lf)
End If
´определение глубины проникновения факела на форме в твипах
lf1 = lf * x
´определение диаметра факела на форме в твипах
Df1 = Df * x
´определение диаметра струи на форме в твипах
D1 = D * x
´определение длины струи на форме в твипах
If lc <= lgr Then
lc1 = lc * x
Else
lc1 = lgr * x
End If
´вывод на экран формы Picture_2D, на которой будет построено изображение
Picture_2D.Show
´задание переменных для хранения координат опорных точек для построения 2D изображения
Dim x1, y1, x2, y2, x3, y3, x4, y4, x5, y5, x6, y6, x7, y7, x8, y8, x9, y9, x10, y10, x11, y11 As Single
Dim l As Single ´длина сопла
Dim s As Single ´толщина стенки сопла
Dim c As Integer ´координаты центра формы 2 по оси х
l = 700 ´длина сопла на форме в твипах
s = 50 ´толщина стенки сопла на форме в твипах
c = 4275 ´координаты середины формы по оси абсцисс в твипах
´определение координат опорных точек для построения 2D изображения
x1 = c * Sin(b_rad) - D1 / 2 * Sin(b_rad) - s * Sin(b_rad)
y1 = 0
x2 = c * Sin(b_rad) - D1 / 2 * Sin(b_rad) - s * Sin(b_rad) + l * Cos(b_rad)
y2 = l * Sin(b_rad)
x3 = x2 + (D1 + 2 * s) * Sin(b_rad)
y3 = l * Sin(b_rad) - (D1 + 2 * s) * Cos(b_rad)
x4 = c * Sin(b_rad) + D1 / 2 * Sin(b_rad) + s * Sin(b_rad)
y4 = -(D1 + 2 * s) * Cos(b_rad)
x5 = x2 + s * Sin(b_rad)
y5 = l * Sin(b_rad) - s * Cos(b_rad)
x6 = x2 + s * Sin(b_rad) + lc1 * Cos(b_rad)
y6 = l * Sin(b_rad) - s * Cos(b_rad) + lc1 * Sin(b_rad)
x7 = x2 + (D1 + s) * Sin(b_rad)
y7 = l * Sin(b_rad) - (D1 + s) * Cos(b_rad)
x8 = x6 + D1 / Sin(b_rad)
y8 = y6
x9 = 0
y9 = y6
x10 = 10000
y10 = y6
x11 = x6 + D1 / 2 / Sin(b_rad)
y11 = y6
´построение 2D изображения на форме 2
Picture_2D.Line (x1, y1)-(x2, y2), RGB(0, 0, 0) ´насадок
Picture_2D.Line (x2, y2)-(x3, y3), RGB(0, 0, 0) ´насадок
Picture_2D.Line (x3, y3)-(x4, y4), RGB(0, 0, 0) ´насадок
Picture_2D.Line (x5, y5)-(x6, y6), RGB(0, 0, 255) ´струя
Picture_2D.Line (x7, y7)-(x8, y8), RGB(0, 0, 255) ´струя
Picture_2D.Line (x9, y9)-(x10, y10), RGB(0, 0, 255) ´зеркало воды
Picture_2D.Circle (x11, y11), lf1, RGB(0, 0, 255), Pi, 2 * Pi, 2.5 ´факел пузырьков
End Sub
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
- Васильев Б.К. Аэрация объема жидкости при помощи незатопленной свободной струи: Дисс.. канд. техн. наук. / Васильев Б.К. Ленинградский инженерно-строительный институт. - Л., 1980, - 230 с.
- Заславский Ю.А. Очистка морских нефтесодержащих вод в условиях Тихоокеанского бассейна / Заславский Ю.А., Богданов В.Ф. - Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 1992. - 144 с.
- Классен В.И. Введение в теорию флотации / Классен В.И., Мокроусов В.А. - М.: Госбюджетиздат, 1959. - 636 с.
- Попкович Г.С. Системы аэрации сточных вод / Попкович Г.С., Репин Б.Н. - М.: Стройиздат, 1986. - 136 с.