Расчет параметров аэратора поверхностных водоемов на основе использования солнечной энергии

В настоящее время технические решения на основе использования возобновляемых источников энергии, в основном солнечной и ветровой, получают широкое развитие. Основными направлениями использования собственно солнечного излучения являются технологии получения тепловой энергии в водонагревательных установках и (или) электрической энергии с помощью фотоэлектрических преобразователей, объединенных в фотоэлектрические модули. В отрасли ветровой энергетики кинетическая энергия воздушных масс в атмосфере преобразуется в электрическую, механическую, тепловую и другие формы энергии. Современные принципы создания систем аэрации естественных водоемов с использованием возобновляемых источников энергии базируются в основном на традиционных технологиях преобразования энергии. Так, солнечная энергия преобразуется в электрическую с помощью фотоэлектрических преобразователей, а кинетическая энергия ветра – в механическую, с последующей подачей на энергетические установки нагнетания воздуха с нагнетанием в распределительную сеть аэраторов. Целью работы является теоретическое обоснование объема емкости-накопителя из условий формирования оптимальной концентрации кислорода в водоеме. В статье приведены результаты теоретических исследований, позволившие на основе уравнения состояния, примененного для термодинамической системы емкости-накопителя, а также с учетом гидродинамических условий работы устройства получить зависимость для определения объема емкости-накопителя конструкции, необходимого для устранения дефицита кислорода в воде водоема.

1. Медведева Г.А. Разработка методов и средств использования возобновляемых источников энергии / Г.А. Медведева, З.Р. Хазипова // Инновации и инвестиции. № 4. 2018. С. 244-248. EDN: WAETUJ

2. Виссарионов В.И. Обзор аэрационных установок с питанием от солнечных фотоэлектрических батарей / В.И. Виссарионов, Д.Н. Кунакин; МЭИ (ТУ). М.: 2006. 30 с. – Деп. в ВИНИТИ РАН 15.03.2006, № 269-В2006.

3. Лазарев-Марченко С.А. Разработка и исследование режимов плавучей аэрационной установки с питанием от солнечных фотоэлектрических батарей // Вестник МЭИ. 2007, № 3. С. 88-93. EDN: IAMZBX

4. Каримов Б.Х. Ветровой аэратор для рыбных прудов и водоемов / Б.Х. Каримов, Н.И. Каримов, Д.К. Юлдашалиев, С.С. Турсунова// Точная наука, № 49. 2019, С. 29-32. EDN: BXXNCW

5. Патент № 52848 Российская Федерация, МПК C02F 7/00. Солнечная аэрационная система: авт.: В.И. Виссарионов, Д.Н. Кунакин. № 2005137198/22: заявл. 30.11.2005: опубл. 27.04.2006

6. Патент № 147539 Российская Федерация, МПК C02F 7/00. Солнечная мобильная аэрационная система: № 2014108251/05: / Н.Н. Крамчанинов, Т.Г. Болотских, С.М. Лутовинов [и др.]. заявл. 04.03.2014: опубл. 10.11.2014

7. Баженов В.И. Энергосбережение как критерий выбора аэратора / В.И. Баженов, А.Н. Эпов // НДТ. 2012. Спецвыпуск. С. 2-17.

8. Бреховских В.Ф. Гидрофизические факторы формирования кислородного режима водоемов. М.: Наука, 1988. 168 с. ISBN 5-02-003356-1

9. Караичев И.Е. Совершенствование методов расчета аэрации водных объектов. Дисс. канд. техн. наук / И.Е. Караичев ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» М.: 2019. 125 с.

10. Патент № 214200 Российская Федерация, МПК C02F 7/00, B01F 23/231. Устройство для аэрации придонных слоев воды: № 2022112382: заявл. 06.05.2022 / В.В. Петрашкевич, П.А. Михеев, Д.М. Бенин, Исмаил Х.А., Петрашкевич А.В., Мунтяну Д.: опубл. 14.10.2022. EDN: GSPJDW

11. Ерина О.Н. Режим растворенного кислорода в стратифицированных водохранилищах Москворецкой системы водоснабжения г. Москвы. / О.Н. Ерина Автореф. … канд. географ. наук. г. Москва. 2015. 25 с.