Wpływ deflektorów zamontowanych wewnątrz cylindrycznej głowicy szczelinowej ujmującej wodę na rozkład prędkości wokół jej powierzchni

• Autorzy: Pawłowska-Salach Agata , Zielina Michał

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2024.10.6

Warianty tytułu

EN

The effect of deflectors mounted inside a cylindrical wedge wire screen capturing water on the velocity distribution around its surface

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Współczesne systemy ujmowania wody napotykają na liczne wyzwania związane zarówno z efektywnością eksploatacyjną jak również ochroną środowiska naturalnego. Kluczowymi aspektami jest ochrona ujęcia przed zanieczyszczeniami i uszkodzeniami mechanicznymi, jak również ochrona ichtiofauny. W odpowiedzi na te potrzeby rozwijane są innowacyjne rozwiązania, takie jak głowice szczelinowe, które umieszczane są w ujęciach wody powierzchniowej. W artykule przedstawiono wyniki przeprowadzonych badań dotyczących głowicy szczelinowej, która została umieszczona w korycie hydraulicznym. Zaproponowane rozwiązania konstrukcyjne dotyczyły modelu głowicy szkieletowej oraz dwóch wymiennych deflektorów, które były montowane w jej wnętrzu. Deflektory różniły się rozmieszczeniem i wielkościami otworów przy zachowaniu tego samego stopnia perforacji. Te rozwiązania zostały szczegółowo zbadane eksperymentalnie dzięki specjalistycznej aparaturze pomiarowej. Wykazano znaczną redukcję maksymalnych prędkości i wyrównanie prędkości dopływowych wokół głowicy dzięki zamontowaniu deflektorów. Zaobserwowano również, że deflektor z nierównomiernymi otworami trochę lepiej wyrównywał natężenia dopływających strumieni wody niż deflektor z otworami o równej wielkości.

EN

Modern water intake systems face numerous challenges related to both operational efficiency and environmental protection. Key aspects are the protection of the intake from pollution and mechanical damage as well as the protection of ichthyofauna. In response to these needs, innovative solutions are being developed, such as wedge wire screens, which are placed in surface water intakes. This paper presents the results of a study carried out on a screen that was placed in a hydraulic channel. The proposed design solutions involved a screen model and two interchangeable deflectors that were mounted inside the screen. The deflectors differed in the arrangement and size of the holes while maintaining the same degree of perforation. These solutions were studied in detail experimentally with a specialised measuring apparatus. It was shown that the maximum velocities were significantly reduced and the inflow velocities were equalised around the screen due to the installation of the deflectors. It was also observed that a deflector with non-uniform openings slightly better equalised the intensities of the incoming water flows than a deflector with equal-sized perforations.

Słowa kluczowe

PL

ujęcie wody; ochrona ichtiofauny; prędkość dopływu; hydraulika

EN

water intake; ichthyofauna protection; approach velocity; hydraulics

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 10
• Strony: 38--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Pawłowska-Salach Agata

• Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Kraków

• https://orcid.org/0000-0001-6854-3464

autor

Zielina Michał

• Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Kraków

• https://orcid.org/0000-0001-7710-8982

Bibliografia

• [1] Burgi, P.; Christensen, R.; Glickman, A.; Johnson, P.; Mefford, B. A Guide for Planning and Designing Fish Exclusion Facilities; Department of the Interior Bureau of Reclamation Denver Fish Protection at Water Diversions: Denver, CO, USA, 2006
• [2] Department of Fisheries and Oceans. Freshwater Intake End-of-Pipe Fish Screen Guideline; Department of Fisheries and Oceans: Ottawa, ON, Canada, 1995
• [3] Jamieson, D., Bonnett, M., Jellyman, D. & Unwin, M., 2007, Fish Screening: Good Practice Guidelines for Canterbury, NIWA Client Report CHC 2007-092 NIWA, for Prepared by NIWA for the Fish Screen Working Party.
• [4] Kolerski, T.; Zima, P.; Szydłowski, M. Mathematical Modeling of Ice Thrusting on the Shore of the Vistula Lagoon (Baltic Sea) and the Proposed Artificial Island. Water 2019, 11, 2297.
• [5] National Marine Fisheries Service Southwest Region. Juvenile Fish Screen Criteria for Pump Intakes; National Marine Fisheries Service Southwest Region, Environmental & Technical Services Division: Portland, OR, USA, 1996.
• [6] Nordlund, B. Designing Fish Screens for Fish Protection at Water Diversions; National Marine Fisheries Service: Lacey, WA, USA, 2008.
• [7] Polok-Kowalska, A., Zespolone ujęcia wody z uwzględnieniem kryteriów techniczno-ekonomiczno-niezawodnościowych oraz ochrony ichtiofauny. Kraków: Politechnika Krakowska, 2009.
• [8] Szpak D., Boryczko K., Żywiec J., Rak J., Metody matrycowe wykorzystywane w analizie ryzyka ujęć wody, Instal, 7-8/2021, 40-44 DOI 10.36119/15.2021.7-8.6
• [9] Szpak D., Żywiec J., Tchórzewska-Cieślak B., Rak J., Problematyka oceny ryzyka ujęć wody dla budynków usługowych, Instal, 12/2023, 108-112 DOI 10.36119/15.2023.12.17
• [10] Szydłowski, M.; Artichowicz, W.; Zima, P. Analysis of the Water Level Variation in the Polish Part of the Vistula Lagoon (Baltic Sea) and Estimation of Water Inflow and Outflow Transport through the Strait of Baltiysk in the Years 2008-2017. Water 2021, 13, 1328. https://doi.org/10.3390/w13101328
• [11] The Council of the European Communities, Council Directive 92/43/EEC on the Conservation of natural habitats and of wild fauna and flora, 1992, Official Journal of the European Communities
• [12] The European Parliament and The Council of The European Union, Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy, 2000, Official Journal of the European Communities
• [13] Turnpenny, A.W.H.; Horsfield, R.A. International Fish Screening Techniques, Proceedings of the Fish Screening Techniques; WIT Press: Southampton, UK, 2014.
• [14] Zielina, M.; Pawłowska, A.; Kowalska-Polok, A. Numerical analysis of cylindrical wedge-wire screen operation. In Advances and Trends in Engineering Sciences and Technologies II; CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 2017.
• [15] Zielina, M.; Pawłowska-Salach, A.; Kaczmarski, K. Hydraulic Analysis of a Passive Wedge Wire Water Intake Screen for Ichthyofauna Protection. Appl. Sci. 2023, 13, 12970. https://doi.org/10.3390/app132312970

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025)