| |
|
|
|
| |
| №2, 2024: Раздел 1. Геоэкология |
<< Содержание номера
<< Архив
[RUS] / [ENG]Раздел 1. Геоэкология
В. А. Лепихова, Н. В. Ляшенко, С. Г. Шестак. Контроль фракционного состава материальных примесей в сбросных водных потоках
https://www.doi.org/10.24412/1728-323X-2024-2-5-9
стр.5-9
УДК 628.3:534.143
КОНТРОЛЬ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА МАТЕРИАЛЬНЫХ ПРИМЕСЕЙ В СБРОСНЫХ ВОДНЫХ ПОТОКАХ
В. А. Лепихова, кандидат технических наук, доцент кафедры «Экология и промышленная безопасность», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, [email protected], г. Новочеркасск, Россия,
Н. В. Ляшенко, кандидат технических наук, доцент кафедры «Экология и промышленная безопасность», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, [email protected], г. Новочеркасск, Россия,
С. Г. Шестак, кандидат технических наук, доцент кафедры «Экология и промышленная безопасность», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, [email protected], г. Новочеркасск, Россия
Аннотация. Рассмотрены методики и средства контроля материальных примесей в сбросных потоках. Для непрерывного слежения за гранулометрическим составом в водном потоке представлен метод анализа по сигналам акустической эмиссии. Выделяют три механизма генерации акустических сигналов. Первый вызывает акустические и вибрационно-механические колебания за счет взаимодействия и соударения твердых частиц, движущихся в сбросном потоке, с измерительной системой, состоящей из элементов датчик-крепление. Излучение звукового сигнала определенного вида и струк-туры при соударении движущихся частиц между собой является вторым физическим механизмом. Движущиеся частицы, будучи возбужденными излучают акустический сигнал на своих более высоких частотах, чем частоты системы датчик-крепление. Третьим случаем генерации акустического сигнала является взаимодействие материальных примесей с турбулентными вихрями, образованные движущейся средой. Все эти сигналы, распространяясь в движущейся жидкой среде, перемешиваются и порождают сложный акустический сигнал. Использование пьезокерамических преобразователей (датчиков) позволяет выделять текущую информацию в виде последовательности коротких экспоненциальных импульсов акустической эмиссии. Входные сигналы, поступающие на вход спектроанализирующей аппаратуры разлагаются в спектр Фурье. Что касается амплитуд гармоник в разложении Фурье, то они пропорциональны массам частиц. Обработка спектра включает регистрацию частот основных гармоник, соответствующих данным интервалам крупностей, и определение коэффициентов кратности высших (тембровых) гармоник, с получением подспектров Фурье, каждый из которых несет информацию о концентрации определенного класса дисперсности, формы и крупности. Для реализации метода предложены лабораторно-физические модели с замкнутой петлей циркуляции и прямоточная.
Abstract. Some methods and means of control of material impurities in discharged streams are considered in the paper. The method of analysis by acoustic emission signals is pre-sented for continuous monitoring of particle size distribution in a water flow. Three mechanisms of acoustic signal generation are distinguished. The first one causes acoustic and vibration-mechanical oscillations due to interaction and collision of solid particles moving in the discharged stream with the measuring system consisting of sensor-fixture elements. The emission of a sound signal of a certain type and structure when moving particles collide with each other is the second physical mechanism. The moving particles, when excited, emit an acoustic signal at higher fre-quencies than the frequencies of the sensor-fastener system. The third case of acoustic signal generation is the interaction of material impurities with turbulent vortices generated by the mov-ing medium. All these signals, propagating in the moving liquid medium, mix and generate a complex acoustic signal. The use of piezoceramic transducers (sensors) makes it possible to ex-tract the current information in the form of a sequence of short exponential pulses of acoustic emission. Input signals arriving to the spectroanalyser are decomposed into a Fourier spectrum. The amplitudes of harmonics in the Fourier decomposition are proportional to the particle masses. Spectrum processing includes registration of basic harmonic frequencies corresponding to the given size intervals and determination of multiplicity coefficients of higher (timbre) harmonics, with obtaining Fourier subspectra, each of which carries information about concentration of a cer-tain dispersity class, shape and size. Laboratory-physical models with a closed circulation loop and a direct-flow model are proposed to implement the method.
Ключевые слова: примеси в сбросных потоках, гранулометрический состав, спектрально-тембровый акустический метод, спектроанализатор, спектр Фурье.
Keywords: impurities in discharge streams, particle size distribution, spectral-template acoustic method, spectroanalyser, Fourier spectrum.
Библиографический список
1. Алексеев В. А., Усольцев В. П., Юран С. И. Система мониторинга сточных вод промышленного предприятия // Интеллектуальные си-стемы в производстве. – 2021. – Т. 19. – № 1. – С. 4-9. DOI: 10.22213/2410-9304-2021-1-4-9.
2. Серпокрылов Н.С., Петренко С.Е., Борисова В.Ю. Повышение эф-фективности и надежности очистки сточных вод на разных стадиях эксплуатации очистных сооружений // Инженерный вестник Дона. – 2013. – № 2(25). – С. 20.
3. Желтобрюхов В.Ф., Фельдштейн Е.Г. О методах очистки поверх-ностных стоков автотранспортных предприятий // Инженерный вест-ник Дона. – 2013. – № 4(27). – С. 127.
4. . Пряжинская В.Г. Математические модели управления качеством природных вод // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. – 2009. – № 4(8). – С 53-64.
5. Бендат Дж., Пирсол А. Измерения и анализ случайных процессов. – М.: Мир, 1974. – 463 с.
6. Деч Г. Руководство к практическому применению преобразования Лапласа. – М.: Наука, 1965. – 287 с.
7. Лепихова В.А., Ляшенко Н.В., Чибинев Н.Н., Рябоус А.Ю. Система акустического мониторинга в промышленных и экологических тех-нологиях // Безопасность труда в промышленности. – 2021. – № 3. – С. 36-40. DOI: 10.24000/0409-2961-2021-3-36-40.
8. Осташев В.Е. Распространение звука в движущихся средах. – М.: Наука, 1992. – 208 с.
9. Бобков В.П., Грибанов Ю.И. Статистическое измерение в турбулент-ных потоках. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 168 с.
10. Лепихова, В.А., Ляшенко Н.В., Пересунько Т.Ф. Диагностика дисперсного состава движущегося сбросного водяного потока по сигналам акустической эмиссии // Современные проблемы экологии: Cб. науч. тр. – Тула: Инновационные технологии, 2020. – С. 76-79.
CONTROL OF FRACTIONAL COMPOSITION OF MATERIAL IMPURITIES IN DISCHARGED WATER STREAMS
V. A. Lepikhova, Ph. D. (Engineering), Platov South-Russian State Polytech-nic University (NPI), [email protected], Novocherkassk, Russia,
N. V. Lyashenko, Ph. D. (Engineering), Platov South-Russian State Polytech-nic University (NPI), [email protected], Novocherkassk, Russia,
S. G. Shestak, Ph. D. (Engineering), Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), [email protected], Novocherkassk, Russia
References
1. Alekseev V. A., Usolcev V. P., Yuran S. I. Sistema monitoringa sto-chnyh vod promyshlennogo predpriyatiya [Wastewater monitoring sys-tem of an industrial enterprise]. Intellektualnye sistemy v proizvodstve. 2021. Vol. 19. No. 1. P. 4-9. DOI: 10.22213/2410-9304-2021-1-4-9. [in Russian]
2. Serpokrylov N.S., Petrenko S.E., Borisova V.Yu. Povyshenie effek-tivnosti i nadezhnosti ochistki stochnyh vod na raznyh stadiyah eksplu-atacii ochistnyh sooruzhenij [Improving of the efficiency and reliability of wastewater treatment at different stages of treatment plant effluent]. Inzhenernyj vestnik Dona. 2013. No. 2(25). P. 20. [in Russian]
3. Zheltobryuhov V.F., Feldshtein E.G. O metodah ochistki poverhnostnyh stokov avtotransportnyh predpriyatij [The methods of clearance of sur-face sewage of the motor and transport undertakings]. Inzhenernyj vestnik Dona. 2013. No. 4(27). P. 127. [in Russian]
4. Pryazhinskaya V.G. Matematicheskie modeli upravleniya kachestvom prirodnyh vod [Mathematical models of water quality management]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mehanika. 2009. No. 4(8). P. 53-64. [in Russian]
5. Julius S. Bendat, Allan G. Piersol. Measurement and analysis of random data. Moscow, Mir. 1974. 463 p.
6. Doetsch G. Anleitung zum praktischen gebrauch der laplace-transformation und der z-transformation. Moscow, Nauka. 1965. 287 p.
7. Lepikhova V.A., Lyashenko N.V., Chibinev N.N., Ryabous A.Yu. Sistema akusticheskogo monitoringa v promyshlennyh i ekologicheskih tehnologiyah [Acoustic monitoring system in the industrial and envi-ronmental technologies]. Bezopasnost' Truda v Promyshlennosti. 2021. No. 3. P. 36-40. DOI: 10.24000/0409-2961-2021-3-36-40. [in Russian]
8. Ostashev V.E. Rasprostranenie zvuka v dvizhushihsya sredah [Sound propagation in moving media]. Moscow, Nauka. 1992. 208 p. [in Rus-sian]
9. Bobkov V.P., Gribanov Yu.I. Statisticheskoe izmerenie v turbulentnyh potokah [Statistical measurement in turbulent flows]. Moscow, Ener-goatomizdat. 1988. 168 p. [in Russian]
10. Lepikhova, V.A., Lyashenko N.V., Peresunko T.F. Sovremennye problemy ekologii: Sb. nauch. tr. [Modern problems of ecology: Collected papers]. Tula: Innovacionnye tehnologii, 2020. P. 76-79. [in Russian]
Прикреплённые файлы:
<< Содержание номера
<< Архив
Дата последнего обновления: 12:46:11/06.10.24
|
|
 |
| |
|
| |
|
|
|
| |
|
|
|
| |
 |
ИАА "Информ-Экология" |
|
 |
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Министерство природных ресурсов Российской Федерации |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Счётчик |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
|
