Что такое эффект Коанда в фильтрации воды?
Эффект Коанда представляет собой принцип гидродинамики, при котором струя воды прилипает к криволинейной поверхности вместо того, чтобы отрываться от неё. В водозаборных решётках этот принцип удерживает поток на изогнутой панели из клиновидной проволоки, так что чистая вода проходит через щели точно заданного размера (зазоры между проволоками), а плавающий мусор движется по поверхности и под действием силы тяжести сбрасывается с решётки.
Как работает самоочищающаяся водозаборная решётка?
Вода поступает через разгонную пластину, которая формирует равномерный слой воды с высокой скоростью. Этот слой воды следует за изогнутой поверхностью решётки благодаря эффекту Коанда, и чистая вода проходит через щели V-образной клиновидной проволоки в расположенный ниже сборный канал. Плавающий мусор, наносы и органические вещества продолжают движение по изогнутой поверхности и соскальзывают с низовой кромки без какого-либо вмешательства.
Какую роль играет разгонная пластина?
Разгонная пластина представляет собой гладкий плоский участок, расположенный выше по потоку от панели решётки. Она разгоняет поступающую воду, формируя тонкий равномерный слой воды с контролируемой скоростью. Такое равномерное распределение скорости необходимо для того, чтобы эффект Коанда работал стабильно по всей ширине решётки.
Почему применяется V-образная клиновидная проволока, а не обычная сетка?
Клиновидная проволока V-образного профиля имеет сужающееся сечение, поэтому каждая щель расширяется в направлении потока. Такая геометрия не даёт частицам застревать в щелях и позволяет потоку воды вымывать застрявший материал. Обычная сетка не имеет такого самоочищающегося сечения и существенно более подвержена засорению.
Что означает «пассивный» в пассивном водозаборе?
Пассивный водозабор работает без какого-либо внешнего источника энергии, насосов и движущихся механических частей. Весь процесс фильтрации обеспечивается силой тяжести и естественными гидравлическими свойствами текущей воды. Это устраняет затраты на электроэнергию и исключает механические части, которые могли бы выйти из строя.
Как ширина щели клиновидной проволоки влияет на фильтрацию?
Ширина щели (зазор между соседними проволоками) определяет максимальный размер частиц, способных пройти через решётку. Более узкие щели обеспечивают более тонкую фильтрацию, но снижают пропускную способность на единицу площади. Типичная ширина щели составляет от 0,5 мм до 2,0 мм и выбирается исходя из требуемого качества воды и характеристик плавающего мусора в реке или канале.
Как связаны угол наклона и пропускная способность решётки?
Угол наклона клиновидных проволок (стандартно 5 градусов, возможно от 3 до 7 градусов) и уклон решётки влияют на пропускную способность, а не на тонкость фильтрации. Меньший уклон решётки увеличивает пропускную способность, поскольку большая часть потока проходит через щели под давлением; более крутой уклон легче удаляет плавающий мусор. Тонкость фильтрации от уклона не зависит: она определяется только шириной щели.
Можно ли объединять несколько решёток для увеличения пропускной способности?
Да. Водозаборные решётки Coanda рассчитаны на объединение. Несколько блоков можно установить рядом друг с другом на одном водосливе, чтобы получить пропускную способность выше той, которую даёт одна решётка. Это позволяет точно подобрать систему под требуемый расход воды.
Какие марки нержавеющей стали применяются для водозаборных решёток?
Водозаборные решётки обычно изготавливаются из нержавеющих сталей, таких как 304, 304L, 316 и 316L, а для коррозионно-активной воды применяются дуплексные и супердуплексные марки. Выбор зависит от химического состава воды, воздействия хлоридов, диапазона температур и ожидаемого срока службы. Для морской среды и химически агрессивных условий, как правило, требуются марки серии 316 или более легированные.
Как самотёчные решётки применяются на ГЭС?
На ГЭС водозаборные решётки Coanda устанавливаются в водозаборе выше по потоку от напорного водовода. Они не допускают попадания листьев, веток, наносов и водных организмов в турбинный тракт. Поскольку внешнее электропитание не требуется, они особенно подходят для русловых ГЭС и малых ГЭС в удалённых районах.
Подходят ли пассивные водозаборные решётки для питьевого водоснабжения?
Да. Пассивные водозаборные решётки широко применяются в точке первичного забора воды для муниципальных и сельских систем питьевой воды. Они образуют физический барьер первой ступени, который удаляет крупный плавающий мусор и органические вещества до поступления воды на последующие процессы очистки.
Можно ли применять решётки Coanda для сельскохозяйственной ирригации?
Да. Водозаборы сельскохозяйственной ирригации выигрывают от самоочищающихся решёток, поскольку такие водозаборы расположены в открытых каналах или реках, где количество плавающего мусора велико, а доступ для ручной очистки часто ограничен. Так как решётка пассивная, ей не требуется электропитание даже на удалённых объектах.
Работают ли водозаборные решётки в холодном климате при замерзающей воде?
Водозаборные решётки Coanda могут работать при отрицательных температурах, хотя накопление льда является известной проблемой. Исследования показывают два типа образования льда: шуга (мелкие кристаллы льда, переносимые текущей водой), прилипающая к проволоке, и сплошной лёд, образующий перемычки между проволоками при очень низких температурах. В большинстве наблюдавшихся случаев решётка сама освобождается ото льда после того, как температура и поток возвращаются к норме.
Как водозаборные решётки защищают водные организмы?
Узкая ширина щели, обычно 1 мм или менее в природоохранных зонах, не позволяет рыбе, включая молодь, попадать в водозаборную трубу. Низкая скорость подхода у поверхности решётки и гладкий непрерывный профиль проволоки позволяют организмам безопасно проходить над решёткой, не прижимаясь к ней (импинджмент) и не проходя сквозь неё (энтрейнмент).
Соответствуют ли пассивные решётки экологическим нормам по водозабору?
Да. Природоохранные регулирующие органы во многих странах и регионах предпочитают пассивные решётки неподвижным стержневым решёткам или механическим решёткам благодаря процеживанию через узкие щели и рыбозащитной конструкции. Отсутствие движущихся частей также исключает риск попадания рыбы в механизмы.
Каково энергопотребление самотёчной водозаборной решётки?
Самотёчная водозаборная решётка не потребляет энергии вообще: при эксплуатации она не расходует электроэнергию и не даёт выбросов. Вся система работает за счёт естественной разности напора между уровнем воды выше по потоку и точкой сбора, что делает её одним из наименее воздействующих на среду способов забора воды.
В чём разница между водозаборной решёткой Coanda и тирольским водозабором?
Тирольский водозабор использует плоскую или слегка наклонную неподвижную стержневую решётку и отводит воду через простые отверстия между стержнями. Водозаборная решётка Coanda развивает это решение за счёт изогнутой поверхности решётки и V-образной клиновидной проволоки, которые совместно создают эффект Коанда, обеспечивая непрерывное самоочищение и существенно более тонкую фильтрацию.
Чем пассивная решётка отличается от механической водозаборной решётки?
Механические решётки удаляют плавающий мусор с помощью моторизованных граблин, щёток или сжатого воздуха и требуют постоянного электропитания и технического обслуживания. Пассивные решётки не имеют движущихся частей, не потребляют энергию и самоочищаются только за счёт потока воды. За 25-летний срок службы пассивные решётки, как правило, имеют значительно более низкую совокупную стоимость владения.
В каких случаях механическая решётка предпочтительнее пассивной?
Механические решётки могут быть предпочтительнее там, где водозабор находится под водой, где очень большие расходы воды превышают значения, на которые практически возможен подбор пассивной решётки, или где геометрия площадки не позволяет устроить самотёчный водозабор с достаточным напором. Пассивные водозаборные решётки Coanda работают наилучшим образом на поверхностных водозаборах при наличии естественного перепада высот.
Остались вопросы?
Наши инженеры отвечают в течение 1-2 рабочих дней.