Информационно-измерительная система контроля загрязнений сточных вод

• Автор: Цыкало, Виталий Валериевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 158 с.

N СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1. Обзор методов и методик поиска мест сброса и контроля состава
сточных вод.
1.1 Использование тепловой инфракрасной аэросъемки.
1.2 Использование томографического метода согласованной
невзаимности (МСН).
1.3 Методы определения концентраций веществ в сточных водах.
1.4 Выводы.
2. Разработка и исследование математических моделей для оценки
объемов коммунальных, промышленных и сельскохозяйственных сбросов.
2.1 Разработка математической модели для расчета объема выброса
сточных вод.
2.2 Разработка модели распространения примесей в водоемах.
2.3 Выводы.
3. Разработка аппаратного обеспечения.
3.1 Разработка структуры ИИС.
3.2 Разработка модулей ИИС.
3.2.1 Разработка модуля измерения температур с использованием
терморезисторов.
3.2.2 Разработка модуля измерения температур с использованием
полупроводниковых датчиков.
3.2.3 Разработка модуля стабилизации положения измерительного
шлейфа.
3.2.4 Использование сети МюгоЬАК для построения ИИС.
3.2.5 Разработка модуля позиционирования.
3.3 Описание результатов эксперимента.

Выводы.
Анализ метрологических характеристик разрабатываемой ИИС. 112 Причины возникновения погрешностей.
Термоанемометрическая погрешность определения температуры воды.
Погрешности, вызванные электронными компонентами схемы. 122 Выводы к четвертой главе.
Заключение.
Список литературы.
Приложение А. Перечень методик определения компонентов в природных и сточных водах.
Приложение Б. Пример измерений температуры.
Приложение В. Фрагмент программы для работы с датчиками температуры.
Акт внедрения информационно- измерительной системы контроля загрязнений сточных вод.

ВВЕДЕНИЕ.
Самарская область занимает территорию в 53,6 тыс. км2 при протяженности с севера на юг - 325 км и с запада на восток - 315 км Область расположена на берегах крупнейшей реки европейской части страны - Волге. Речная сеть притоков Волги в области представлена реками Самарой, б.Кинель, Сок, Кондурча, б.Иргиз, Чапаевка, Чагра и др. общей протяжен ностыо в 45 00 км.
Согласно госстатотчетности по форме 2-ТП (водхоз) за 1999г. (данные комитета экологии) в Самарской области из 963 водопользователей, 139 сбрасывают свои сточные воды непосредственно в водоемы: Куйбышевское и Саратовское водохранилище, малые реки или на рельеф местности. Общая производительность очистных сооружений в Самарской области - 2,5 млн. куб. м. в сутки. Только двое из них обеспечивают качество очистки сточных вод до установленных норм. Неэффективная работа основного количества очистных сооружений обусловлено физическим износом (построены 20-30 лет назад), отсталой технологией очистки сточных вод, отсутствием современных средств контроля КИП и автоматики за качеством сбрасываемых сточных вод и работой отдельных узлов сооружений.
Такое положение дел часто приводит к аварийным ситуациям, вследствие чего в водоемы области сбрасываются десятки тысяч куб. м. загрязненных сточных вод, вызывая их загрязнение на большой территории и на длительных период.
На состояние водоемов области оказывают влияние и частые порывы нефтепроводов (примерно 3000 в год), протяженность которых по территории Самарской области составляет 40 тыс. км.
За период 1995 - 2000 г. по данным Госкомэкологии области в Самарской области произошло 44 аварии с большим сбросом неочищенных сточных вод или нефтепродуктов в водоемы области.
Наиболее крупные из них:

Здесь qт, qш и ц,, - параметры релаксации, а многоточиями заменены громоздкие выражения, в которые входят: число Прандтля, число Грасгофа, параметры сетки й, и Иу, значения температур, вихря и функции тока в узлах сетки. Необходимо заметить, что при qт=l, с(ш=1 и Яч,=1 метод ПВР
превращается в метод Зейделя.
Система алгебраических уравнений (2.49) представляет собой одну из возможных реализаций метода конечных разностей для решения системы уравнений конвекции (2.43). Всего в системе 3(ЮС-2)(МТ-2) алгебраических уравнений, которые вместе с разностными аппроксимациями ГУ для
температуры на верхней и нижней стенках полости (2.28), с ГУ для
температуры на левой и правой стенках, с ГУ для функции тока на всех стенках
(2.31) и с ГУ для вихря, пример которых для левой стенки (формула (2.37)), позволяют получить численное решение. Разностная аппроксимация ГУ для вихря очевидна на примере формулы (2.37):
Из (2.50) видно, что метод ПВР распространяется и на вычисление ГУ для вихря.
Общее количество итераций, необходимое для решения задачи, зависит от ряда факторов: числа узлов сетки NX*NY, физических параметров Рг и Ог, геометрического параметра Я/1, выбора параметров релаксации qт, qt0l q^|; и заданной итерационной погрешности ЕРЭ. Можно заметить, что зависимость от числа узлов сетки очевидна.
Задание итерационной погрешности ЕРЭ определяет окончание процесса итераций. В данной программе окончание процесса решения происходит тогда,
(2.50)