Особливості роботи збірних трубопроводів при наявності транзиту і похилу рівня грунтових вод

Abstract

Розглянуто умови роботи напірних збірних дренажних трубопроводів меліоративних систем, які працюють при наявності транзитної витрати і рівня поверхні ґрунтових вод. Проаналізована система диференційних рівнянь, які описують рух рідини зі змінною витратою в дренажній трубі за умови входу в неї рідини з навколишнього ґрунту через бічні стінки в режимі фільтрації. Дана система рівнянь складається з рівняння гідравліки змінної маси і модифікованого рівняння фільтрації. Досліджуваний трубопровід прокладений горизонтально і працює при наявності похилу поверхні рівня ґрунтових вод (РГВ). Суттєвим ускладненням роботи таких труб є наявність транзитної витрати, яка надходить в їх початковий переріз і транспортується за всією довжиною дренажного трубопроводу. Шляхом введення нових змінних вихідна система зводиться до безрозмірного вигляду. Представлено розв’язок даної системи рівнянь. Показано, що в даному випадку розв’язок вихідної системи рівнянь залежить від величини чотирьох основних факторів: коефіцієнта опору збірного дренажного трубопроводу «ζl»; узагальненого параметра «A», який комплексно враховує конструктивні і фільтраційні характеристики розглядуваного потоку; похилу рівня ґрунтових вод «І» і величини транзитної витрати «Qтр». При аналізі використано поняття нескінченно довгого горизонтального дренажного трубопроводу, який працює при наявності похилу РГВ і транзитної витрати, або, що теж саме, трубопроводу з нескінченною фільтраційною спроможністю стінок бічної поверхні. На основі проведеного аналізу отримано відносно прості і зручні у використанні аналітичні залежності для розрахунку характеру зміни витрати і перепаду напорів за довжиною даного дренажного трубопроводу, що працює при наявності транзиту. Для спрощення розрахунків запропоновано відповідні допоміжні графічні залежності.