Пневматический волнолом в Камбодже. Нужна помощь в расчетах
#1
Отправлено 22 февраля 2018 - 08:04
#2
Отправлено 22 февраля 2018 - 09:30
Сто лет энтузиасты пытаются, но распространения это решение так и не получило.
Возможно, там в самой идее есть какой-то недостаток.
Воздушные пузыри, поднимаясь с глубины к поверхности, меняют свой размер и увеличивают свою "скорость подъема" . Это явление обязательно будет влиять на эффективность воздушной завесы и потребует закачки очень больших объемов воздуха.
Возможно, Вам стоит задуматься о том, чтобы закачивать в трубу не воздух, а водо-воздушную смесь (газировку по сути ). Так это делается в флотационных системах. Это позволит получить плотную завесу из мелких пузырьков постоянного размера, которые всплывают не очень быстро и, соответственно, дольше "работают".
Интересно будет узнать о Ваших результатах
#4
Отправлено 22 февраля 2018 - 10:09
Про скорость пузырьков.
Насколько я понял из ученых трудов по ПВ , скорость подъема должна быть высокой. Некоторые авторы утверждают, что около 2 м/сек ( в аквариумах на порядок меньше). То есть надо иметь очень высокое давление на выходе из компрессора и в трубе и еще добиться уменьшения потери давления в трубе.
Скорей всего придется методом тыка подбирать диаметры. А компрессор покупать с хорошим запасом мощности и большим ресивером.
Что касается практического использования сейчас,то вот немецкая компания лепит такие пневмо волноломы сотнями для защиты платформ, ветряков и причалов, плавкранов и т.д.
http://www.hydrotech...tal-protection/
#7
Отправлено 22 февраля 2018 - 10:50
Как-то... неубедительно. Что это за яма такая бездонная, куда волна "как бы проваливается" без конца, и ничего оттуда не "вываливается" взад? Гасится встречным течением - каким образом? Обычно встречное течение, особенно поверхностное, вызывает обратный эффект - высота волны увеличивается, а не гасится, что вполне естественно, так как к энергии волны добавляется ещё и кинетическая энергия встречного течения. В общем, мне, как человеку, имеющему некоторое образование в данной области, идея представляется крайне сомнительной, даже с теоретической точки зрения.Коротко о пневмоволноломе (ПВ). Это трубопровод с отверствиями на дне водоема с компрессором на берегу.
Подается воздух и через дырки выходят пузырьки воздуха постепенно расходясь веером к поверхности воды.
На поверхности образуется течение и , кроме того, образуется разряженная водо-воздушная смесь в глубину.
В результате волна как бы проваливается и эту разряженную яму + гасится встречным течением. Эффективность волногашения до 50-70%.
Дык, эта... Самое главное - понять, как это работает. Без этого какие могут быть расчёты? Вот если есть такое понимание, то можно ставить задачу: погасить волну с такими-то типичными для данной местности характеристиками: средняя длина (или период) волны, её средняя высота, характер прибрежного рельефа. Отсюда уже можно искать необходимую скорость течения, создаваемого пузырьками, а уж отталкиваясь от неё искать мощность компрессоров и диаметры труб и дырочек. А у вас телега впереди лошади мыслится, как мне кажется. Хотя... так тоже можно, методом околонаучного тыка. При бюджетном финансировании идею можно толкать десятилетиями, что видимо и делалось в СССР....
Образования по этой части катастрофически не хватает. Не могу рассчитать оптимальный диаметр трубопровода, диаметр отверстий и компрессор. То есть, самое главное.
Вообще-то это системы шумоподавления, а не волноломы. То есть, "звуковые волноломы". У звуковых волн совсем другие мощности....
Что касается практического использования сейчас,то вот немецкая компания лепит такие пневмо волноломы сотнями для защиты платформ, ветряков и причалов, плавкранов и т.д.
http://www.hydrotech...tal-protection/
#9
Отправлено 22 февраля 2018 - 11:53
Как-то... неубедительно. Что это за яма такая бездонная, куда волна "как бы проваливается" без конца, и ничего оттуда не "вываливается" взад? Гасится встречным течением - каким образом? Обычно встречное течение, особенно поверхностное, вызывает обратный эффект - высота волны увеличивается, а не гасится, что вполне естественно, так как к энергии волны добавляется ещё и кинетическая энергия встречного течения. В общем, мне, как человеку, имеющему некоторое образование в данной области, идея представляется крайне сомнительной, даже с теоретической точки зрения.
Дык, эта... Самое главное - понять, как это работает. Без этого какие могут быть расчёты? Вот если есть такое понимание, то можно ставить задачу: погасить волну с такими-то типичными для данной местности характеристиками: средняя длина (или период) волны, её средняя высота, характер прибрежного рельефа. Отсюда уже можно искать необходимую скорость течения, создаваемого пузырьками, а уж отталкиваясь от неё искать мощность компрессоров и диаметры труб и дырочек. А у вас телега впереди лошади мыслится, как мне кажется. Хотя... так тоже можно, методом околонаучного тыка. При бюджетном финансировании идею можно толкать десятилетиями, что видимо и делалось в СССР.
Вообще-то это системы шумоподавления, а не волноломы. То есть, "звуковые волноломы". У звуковых волн совсем другие мощности.
Пневмоволнолом не применим для длинных и средних волн, только короткие, как у нас. Длина волны 7-10 м, высота редко более 2 метров, период 2-3 сек. Это постоянные величины для решения задачи. Глубины для установки от 4 до 10 метров.
Прибрежный рельеф ? Не совсем понятно, как он влияет на установку трубы. В основном низкий берег, песок, камень - это в местах перспективного размещения.
Ну, а про яму это не моё, это из учебников и статей разных профессоров взято. Также, как и про волногасящий эффект от встречного течения.
Я так понимаю, что короткой и не очень высокой волне вполне можно "уместиться" в этой яме из пузырьков. Я видел как это происходит в опытовом бассейне во Франции. Реально волна проваливается в яму и на выходе только рябь.. Но это опыты в тепличных условиях, согласен.
Сомнений много , да, но делали же люди и вполне успешно еще сто лет назад.
#12
Отправлено 22 февраля 2018 - 16:13
Навскидку - эффект волногашения пропорционален удельному содержанию воздуха воде . Воздух сжимается , демпфирует движение несжимаемой воды . То есть , сколько компрессор осилит - такое и будет волногашение . И считать тут особо нечего ..
Вот и я оп чем ! Задавим теоретиков компрессией с запасом 200+%.
Для эксперимента ограничусь 5-7 атм, посмотрю, как пузыри будут пузыриться. Если не подавят волну, то огражу себя от плавающего мусора хотя бы.
А так как это можно быстро снять и поставить в другое место, то смогу использовать для некоторых подводно-технических работ.
В перспективе есть пара клиентов, которые могут профинансировать авантюру с волноломом и я готов им пойти навстречу со скидками и взаимным финансированием. Я это дело не брошу, пока не наемся вусмерть
По поводу объемов воздуха было сомнение у коллеги yfafyz
вот агрегат для примера
Motor Output: 335 - 900 hp (250 - 680 kW)Capacity: 528 - 4195 cfm
т.е. более 100 кубов в минуту. И Камбоджа спит спокойно.
Видимо, для процесса насыщения воды пузырями нужно установить некоторые ограничения.
Ну, чтобы корабли не стали тонуть попадая в среду низкой плотности
Это легко решается установкой одного кхмера на берегу с тревожным криком : "Паньха!! Идите нах!!!"
#13
Отправлено 22 февраля 2018 - 17:22
А чем короткие волны принципиально отличаются от длинных и средних, или, скажем, ультракоротких? Если только длиной, то и пневмоволнолом применим для любых длин волн - просто размеры этого пневмоволнолома должны соответствовать размерам ломаемой волны, логично? Ясный потрох, что "погасить" какую-нибудь рябь в бассейне, утопив её в пузырьках, гораздо менее затратно в энергетическом смысле, чем сделать то же самое хотя бы с той же 7-10-метровой "короткой" волной. Энергия прогрессивной волны, которую должен "поломать" волнолом, пропорциональна её длине и квадрату высоты, понятно, что чем больше длина и, особенно, высота волны, тем сложнее её погасить.Пневмоволнолом не применим для длинных и средних волн, только короткие, как у нас. Длина волны 7-10 м, высота редко более 2 метров, период 2-3 сек. Это постоянные величины для решения задачи. Глубины для установки от 4 до 10 метров.
Рельеф так влияет, что ежели он подходящий, то волна гасится в общем-то без всякой посторонней помощи. А ежели неподходящий, так её гасить запаришься.Прибрежный рельеф ? Не совсем понятно, как он влияет на установку трубы. В основном низкий берег, песок, камень - это в местах перспективного размещения.
Если глубина к берегу плавно уменьшается, то волна, движущаяся к берегу, в какой-то момент становится слишком "длинной" для данной глубины, даже если по вашей классификации она "короткая". Здесь под "слишком длинной" можно понимать волну, длина которой примерно вдвое больше глубины под ней. То есть, волна 7-10м будет достаточно короткая на глубине больше 5 метров, а вот на глубине меньше 4м уже становится "слишком длинной". При этом её скорость и длина начинает уменьшаться, а высота расти. Говорят, что крутизна волны на мелководье растёт. До тех пор, пока не достигнет предельного значения, после чего волна начинает разрушаться, даже без всякой посторонней помощи.
А если глубина у нас будет больше 5м почти до самого берега, то с волной никаких трансформаций не происходит до того же самого практически берега, где волна либо отражается почти без потерь от вертикальной стенки и движется обратно в море, либо обрушивает всю свою энергию на береговые сооружения, либо реализуется некий промежуточный сценарий между двумя этими крайними.
#14
Отправлено 22 февраля 2018 - 17:23
Стартап интересно, да, но я планировал применить немного другие методы и продать куда-нить на американское побережье атлантики... Но теперь сомневаюсь что будет спрос(есть данные от американских инсайдеров по FL - пляжи там просто пустые - не думаю что в более северных областях будет кто-то хорошо платить за это)... Хотя у меня с генератором система - вот энергию продать можно наверняка, мне проще...
Есть кое-какой опыт в гидродинамике(лет 20 назад написали собственное ядро CFD вычислений, кстати насколько я знаю аналогов в стандартных CAD-системах нет до сих пор - а тут понадобиться именно это для моделирования - раньше мы писали по заказу моделирование запыленных потоков, тут что-то подобное надо будет колхозить, но математика совсем другая и любая буковка в уравнении навье-стокса для этого уровень докторской диссертации если получается в итоге рассчитать хоть что-то похожее на эксперимент... Экспериментальная часть тоже не дешевая, мы использовали крутые импульсные лазеры на рубине чтобы снять поток при эксперименте на голограмму...)
Но я сомневаюсь что это хороший и правильный метод для волнолома - ну и вообще мой подход "обратить вред в пользу" - то бишь перегнать волны в энергию и продать...
Хотя.. спасибо за наводку - вот думаю в комбинации с другими методами может получиться хорошая вещь...
PS даже не знаю что лучше - обычная бетонная cтенка или эта газировка - яхты туда скорее всего будут просто проваливаться, хуже чем при шторме бы было... Какие соображения на этот счет?
#15
Отправлено 22 февраля 2018 - 18:14
Но я сомневаюсь что это хороший и правильный метод для волнолома - ну и вообще мой подход "обратить вред в пользу" - то бишь перегнать волны в энергию и продать...
Хотя.. спасибо за наводку - вот думаю в комбинации с другими методами может получиться хорошая вещь...
PS даже не знаю что лучше - обычная бетонная cтенка или эта газировка - яхты туда скорее всего будут просто проваливаться, хуже чем при шторме бы было... Какие соображения на этот счет?
То есть - гасить волну сперва генератором , а после газировкой от компрессора питаемого генератором ?
Замечательно . Уже схема гидравлического привода возникла турбина-генератор - генератор на берегу , вращение турбины знакопеременное ..
#16
Отправлено 22 февраля 2018 - 18:29
Судя по "наблюдениям в аквариуме", скорость подъема Бульбов будет около 0.5м\сек... что явно недостаточно для создания полноценного Течения.
Если рассмотреть Проблему с точки зрения Упругой волнопередачи, то возможно решение вопроса... но не в создании жиденького Барьера, а работы по Площадям. Т.е. вижу, не одиночные трубы по периметру, а в середине залива площадь из труб. Вот эту преграду волна не сможет пройти не погасив свою энергию.
#17
Отправлено 22 февраля 2018 - 18:55
А чем короткие волны принципиально отличаются от длинных и средних, или, скажем, ультракоротких? Если только длиной, то и пневмоволнолом применим для любых длин волн - просто размеры этого пневмоволнолома должны соответствовать размерам ломаемой волны, логично? Ясный потрох, что "погасить" какую-нибудь рябь в бассейне, утопив её в пузырьках, гораздо менее затратно в энергетическом смысле, чем сделать то же самое хотя бы с той же 7-10-метровой "короткой" волной. Энергия прогрессивной волны, которую должен "поломать" волнолом, пропорциональна её длине и квадрату высоты, понятно, что чем больше длина и, особенно, высота волны, тем сложнее её погасить.
Рельеф так влияет, что ежели он подходящий, то волна гасится в общем-то без всякой посторонней помощи. А ежели неподходящий, так её гасить запаришься.
Если глубина к берегу плавно уменьшается, то волна, движущаяся к берегу, в какой-то момент становится слишком "длинной" для данной глубины, даже если по вашей классификации она "короткая". Здесь под "слишком длинной" можно понимать волну, длина которой примерно вдвое больше глубины под ней. То есть, волна 7-10м будет достаточно короткая на глубине больше 5 метров, а вот на глубине меньше 4м уже становится "слишком длинной". При этом её скорость и длина начинает уменьшаться, а высота расти. Говорят, что крутизна волны на мелководье растёт. До тех пор, пока не достигнет предельного значения, после чего волна начинает разрушаться, даже без всякой посторонней помощи.
А если глубина у нас будет больше 5м почти до самого берега, то с волной никаких трансформаций не происходит до того же самого практически берега, где волна либо отражается почти без потерь от вертикальной стенки и движется обратно в море, либо обрушивает всю свою энергию на береговые сооружения, либо реализуется некий промежуточный сценарий между двумя этими крайними.
Прибрежный рельеф, если иметь в виду рельеф дна для полного взаимопонимания, у нас ровный у берега в местах, где я планирую ПВ устанавливать и предлагать клиентам. Я рельеф дна не учитываю для общего технического задания. Будут нюансы по рельефу, например, риф, будем решать отдельно.
Понятия "длина волны", "короткая волна" и т.п. требуют пояснения, т.к. разные авторы и источники трактуют по-разному. Единого определения нет. Кто-то говорит о соотношении половина длины волны к глубине, кто-то о примерном равенстве, кто-то еще как. Я определяю на глаз и по месту волнения. В открытом море одна короткая волна, на мелководье другая, у обрывистого берега третья, в закрытой гавани другая, в полузакрытой третья и тд.
Визуальная субъективная оценка в зависимости от обстоятельства места, времени, осадки плавсредств, сезонности, уровня услуг и много-много еще факторов надо учитывать, вплоть до квалификации экипажей и стаффа на берегу. Кампучийские такие особенности, кстати,да, это не Европа
Для целей нашего исследования и учитывая местные условия, я могу утверждать, что волна около 10 метров - короткая. Давайте, примем это как данность.
Попробую пояснить.
Дано : построить волнозащиту плавучего понтонного причала из 2 понтонов по 10 м каждый + трап с бетонного пирса 6 метров. В итоге крайняя точка понтонной линии будет примерно в 25-30 метрах от берега. Добавим расстояние до пузырей (пневмоволнолома) еще метров 5-10 и получим 30-40 метров от берега. При этом глубина у пирса 2 метра, а у линии пузырей 10 метров.
Волна к берегу становится круче и короче, но в целом при плавном повышении дна характеристики волны также плавно увеличиваются. Что брать для расчета ? Среднюю длину волны ( 6 метров) или максимальную ? А если ветер порывистый, шквалистый и волна в секунды меняет свои размеры ? А если ветер резко меняется и волнение соответственно тоже ?
Очень важно - мне надо максимально закрыть акваторию и по фронту волны и с других сторон, а глубины могут сильно отличаться.
Я проектирую и строю причалы, волноломы и прочие объекты для обслуживания пассажиров катеров в основном. Обеспечиваю сообщение берег-острова и обратно для гостиниц и курортов на островах. Для пассажиров надо обеспечить комфорт и безопасность посадки/высадки, а также безопасную стоянку для катеров и яхт. Места базирования в разных местах, но условия по погоде и по морю для всех очень похожи. В последнее время столкнулся с ситуациями, когда нет возможностей установить пирс-волнолом или плавучие волноломы. Отсюда и поиски альтернативных вариантов волнозащиты.
Поэтому, повторяю, я беру визуальную оценку, осредненную по времени наблюдения для конкретного места. Не беру максимумы, но в уме держу экстремальный шторм раз в несколько лет ( за 6 лет в Камбодже наблюдал один только раз волну 4 метра). Экстремальные явления трудно прогнозировать и поэтому они вносятся пунктом о форс-мажоре в договор на строительство причала или стоянки.
Если же погружаться в теоретические дебаты с заказчиком, то результата не будет. У меня не будет денег, у заказчика не будет защищенных причалов.
Море подразумевает обоюдные риски договаривающихся сторон. Во всяком случае стараюсь подготовить заказчика и не скрываю рисков. Это работает.
#18
Отправлено 22 февраля 2018 - 19:03
Стартап интересно, да, но я планировал применить немного другие методы и продать куда-нить на американское побережье атлантики... Но теперь сомневаюсь что будет спрос(есть данные от американских инсайдеров по FL - пляжи там просто пустые - не думаю что в более северных областях будет кто-то хорошо платить за это)... Хотя у меня с генератором система - вот энергию продать можно наверняка, мне проще...
Есть кое-какой опыт в гидродинамике(лет 20 назад написали собственное ядро CFD вычислений, кстати насколько я знаю аналогов в стандартных CAD-системах нет до сих пор - а тут понадобиться именно это для моделирования - раньше мы писали по заказу моделирование запыленных потоков, тут что-то подобное надо будет колхозить, но математика совсем другая и любая буковка в уравнении навье-стокса для этого уровень докторской диссертации если получается в итоге рассчитать хоть что-то похожее на эксперимент... Экспериментальная часть тоже не дешевая, мы использовали крутые импульсные лазеры на рубине чтобы снять поток при эксперименте на голограмму...)
Но я сомневаюсь что это хороший и правильный метод для волнолома - ну и вообще мой подход "обратить вред в пользу" - то бишь перегнать волны в энергию и продать...
Хотя.. спасибо за наводку - вот думаю в комбинации с другими методами может получиться хорошая вещь...
PS даже не знаю что лучше - обычная бетонная cтенка или эта газировка - яхты туда скорее всего будут просто проваливаться, хуже чем при шторме бы было... Какие соображения на этот счет?
По поводу волновых генераторов. Да, есть совместные проекты волнолома , пневматики и гидравлики с генератором...очень все это затратно и сложно. Я немного знаком с этой темой и м.б. когда-нибудь займусь, но сейчас говорим о пузырьках и волногашении. Остальное - флуд.
#19
Отправлено 22 февраля 2018 - 19:15
Судя по "наблюдениям в аквариуме", скорость подъема Бульбов будет около 0.5м\сек... что явно недостаточно для создания полноценного Течения.
Если рассмотреть Проблему с точки зрения Упругой волнопередачи, то возможно решение вопроса... но не в создании жиденького Барьера, а работы по Площадям. Т.е. вижу, не одиночные трубы по периметру, а в середине залива площадь из труб. Вот эту преграду волна не сможет пройти не погасив свою энергию.
Если добиться хотя бы 50% гашения энергии волны первой линией, то достаточно будет установить вторую линию труб ближе к защищаемому месту (причалу).
Скорость подъема пузырей для волнолома 2 м/сек - такую видел цифирь у ученых.
Я все жду конкретных цифр, пускай по максимуму, мощность компрессора для трубы длиной метров 200 для начала, какой диаметр трубы выбрать и размер дырок в трубе. Примерные цифры для начала.
Готов даже заказать расчитать оборудование для конкретного моего проекта за деньги. Но сначала давайте определимся с компетенцией.
#20
Отправлено 22 февраля 2018 - 19:18
В общем прикинул тут на пальцах - вроде так себе задачка, многое можно даже без численного моделирования аналитически раскусить... Но как на этом заработать?
Начинать тут надо именно с применения - будет это "стенка" которую лодки должны обходить, либо проходить через нее, для чего это вообще и тд и тп. (в шторм от ветра волны появятся опять даже если отсеч приход волны из моря)
Ну и главное - поверхностные волны задавить это одно, но опаснее волны совсем другой моды - они идут из глубины и в отличии от этих мелких неприятностей с качкой реально забрасывали большие корабли на километры на сушу... От них надо защищать?
#21
Отправлено 22 февраля 2018 - 19:34
Если добиться хотя бы 50% гашения энергии волны первой линией, то достаточно будет установить вторую линию труб ближе к защищаемому месту (причалу).
Скорость подъема пузырей для волнолома 2 м/сек - такую видел цифирь у ученых.
думаю там реально 1 метр/с пузырей относительно локальной скорости воды,
а второй - это уже скорость движения всей газировки...
Лепить конкретный проект пока рано - вы не достаточно хорошо понимаете физику процесса, а, главное, саму задачу...
Vladimir
PS гашения там быть не может - просто не чем(нет нелинейных членов в уравнениях вообще, если не предираца к термодинамическим мелочам) - максиум реч может идти об отражении...
(то бишь вся газировка работает просто как сжимаемая вставка-пружина, ну плюс немного эффектов из-за плотности.
Длина волны >> размера и шага пузырей - значит можно тупо описать все по среднему аналитически...)
#22
Отправлено 22 февраля 2018 - 19:47
Судя по "наблюдениям в аквариуме", скорость подъема Бульбов будет около 0.5м\сек... что явно недостаточно для создания полноценного Течения.
Если рассмотреть Проблему с точки зрения Упругой волнопередачи, то возможно решение вопроса... но не в создании жиденького Барьера, а работы по Площадям. Т.е. вижу, не одиночные трубы по периметру, а в середине залива площадь из труб. Вот эту преграду волна не сможет пройти не погасив свою энергию.
течения никак не повлияют на передачу давления волны или смещения - а вот разрыв самой среды да...
Навскидку - эффект волногашения пропорционален удельному содержанию воздуха воде . Воздух сжимается , демпфирует движение несжимаемой воды . То есть , сколько компрессор осилит - такое и будет волногашение . И считать тут особо нечего ..
похоже что так да - просто создается сжимаемый буфер-"вставка" за счет воздуха...
А вот движение пузырьков получается что вредный паразитный процесс(точнее для волн он бесполезный, вредный для нас тк стоит денег и расходует энергию) - то бишь и компрессор в этой задаче лишняя сущность - проще сделать "стенку" из надувных баллонов... А почему бы и нет? С точки зрения волн - такая стенка ничем не хуже бетонной, тока дешевле и безопаснее...
PS Что я выиграл?
PPS хотя как на мой вкус - выловить бы всю энергию из шторма да продать - не пропадать же добру....
#23
Отправлено 22 февраля 2018 - 20:09
В общем прикинул тут на пальцах - вроде так себе задачка, многое можно даже без численного моделирования аналитически раскусить... Но как на этом заработать?
Начинать тут надо именно с применения - будет это "стенка" которую лодки должны обходить, либо проходить через нее, для чего это вообще и тд и тп. (в шторм от ветра волны появятся опять даже если отсеч приход волны из моря)
Ну и главное - поверхностные волны задавить это одно, но опаснее волны совсем другой моды - они идут из глубины и в отличии от этих мелких неприятностей с качкой реально забрасывали большие корабли на километры на сушу... От них надо защищать?
Предлагаю меньше пальцами прикидывать, а конкретней говорить. Забудьте про лодки, это забота капитанов и в шторм тут не ходят, а стоять в убежищах.
И про глубинные волны (?!) не надо (Сиамский залив мелководный) и про заброс больших кораблей на километры на сушу, умоляю
Готовы рассчитать проект, если для вас "так себе задачка" и есть желание заработать ?.
Выкладывайте здесь, обсудим коллегиально и по итогам я торжественно объявлю решение платить или нет. Согласны ?
ПС: Можете в ЛС мне написать стоимость работы, там поторгуемся.
Ответить
Количество пользователей, читающих эту тему: 0
0 пользователей, 0 гостей, 0 скрытых пользователей