Ультразвуковой аэролифт-дегазатор черного моря

     Схема 2.1. добычА сероводорода

         В данном случае объемная плотность энергии (w) будет численно равна разности давлений ( ). Скорость всплытия пузыря сероводорода от вязкости зависеть не должна, т.к. вихревое течение определяет потоки жидкости от лобовой поверхности к тыльной и она будет рассчитываться по формуле V= , где R – радиус пузыря, g – ускорение силы тяжести. Ускорение силы тяжести определяет силу Архимеда и плотность жидкости. (Гегузин Я. Е.) [12].

     Работу силы Архимеда можем вычислить с помощью формулы: А = , где А – работа, - разность давлений и - разность объемов, w – плотность энергии. Данную формулу мы может разделить на время и получить мощность данной установки: N⁼ Также ее можно рассчитать с помощью следующей формулы: N = wSc = = - где р – плотность среды, w-плотность энергии, S – площадь поверхности, с – фазовая скорость волны, V_m – максимальное значение скорости, w – частота волны, Y_m-амплитуда волны. Рассчитывая по двум предыдущим формулам, мощность данной установки будет равна 52 . (±1-2 ).

     Несмотря  на давление толщи воды Черного моря ультразвуковая установка должна быть размещена на дне, т.к концентрация сероводорода сильно возрастает при приближении ко дну. Данное явление изображено на рисунке 2.1.

     Рисунок 2.1. КОНЦЕНТРАЦИЯ СЕРОВОДОРОДА НА РАЗНЫХ ГЛУБИНАХ ЧЕРНОГО МОРЯ. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ H₂S

     КПД ультразвукового аэролифта-дегазатора будет достаточно высоким. Ход дегазации будет происходить в местах разряжения ультразвуковых волн. Во время своего движения к поверхности пузыри будут увеличиваться в объеме за счет понижения давления и соединения друг с другом в процессе перемещения в воде (данный эффект будет происходить в степенной зависимости.)

     Другие  параметры установки мы можем  рассчитать по следующим формулам:

     Скорость  волн рассчитываем по формуле v = ln, где l - длина волны, n - частота колебаний.

     Также мы может рассчитать интенсивность  всплытия потока сероводорода  I = wc =

     Практическое  использование данных формул носит условный характер и требует сложных математических расчетов, которые на данном этапе не являются целью нашей работы.

     Внедрение ультразвуковой установки обеспечит  стабильную добычу сероводорода. Результаты можно наглядно представить в следующей схеме 2.2 

     Схема 2.2. ЗНАЧИМОСТЬ ДОБЫЧИ СЕРОВОДОРОДА

           Из схемы 2.2 видно, что добыча сероводорода представляет собой практическое получение энергии и сырья, которые могут быть использованы как горючее в любых отраслях промышленности. Особое значение это приобретает в связи с ограниченным количеством полезных ископаемых в современном мире. Очищение придонных вод Черного моря от сероводорода создает благоприятные условия для увеличения количества биологических организмов, что также считается экономически выгодным и экологически значимым.

      Проведенное нами теоретическое исследование дают основание сделать следующие выводы:

1. Сероводород в Черном море - одно из самых известных и необычных свойств моря. Но - избыток сероводорода в глубинных водах Черного моря - лишь одно из следствий того, что глубже 200 метров - в черноморской воде нет кислорода; ни животные, ни растения жить там не могут. На глубинах от 200 метров до самого дна Черного моря - живут только бактерии, выделяющие сероводород. Это может привести к крупной экологической катастрофе. Существует только один выход – интенсивное использование сероводорода в хозяйственных целях.
2. В процессе практического исследования нами был разработан метод и технология добычи сероводорода с глубин Черного моря с помощью использования свойств ультразвуковых волн. В процессе лабораторного исследования с использованием модели аналога ультразвукового аэролифта-дегазатора мы дегазировали воду, чем подтвердили наши теоретические разработки.
3. В научно-исследовательской литературе нами проанализировано определенное количество проектов добычи сероводорода из вод Черного моря. Однако идея использования ультразвуковых волн не была высказана и обоснована авторами этих работ. Предложенный нами метод является актуальным и экономически выгодным. В этом состоит новизна исследования, ее практическая и теоретическая значимость. Материалы исследовательской работы имеют практическое применение: разработанный метод достаточно выгоден, не требует крупных вложений, а итогом работы таких ультразвуковых прожекторов будет выгодная добыча сероводорода – ценного сырья для многих отраслей промышленности. Проблема очистки черноморских вод от сероводорода остается открытой и требует ближайшего разрешения. Перспектива дальнейшего исследования связанна с усовершенствованием экспериментальной части работы.

      СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Buesseller K.O., Livingston H.D., Ivanov L.I. et al.. Stability off the oxic-anoxic interface in the Black Sea // Deep-Sea Research I. - 1994. - 41. - No 2. - P. 283-296.
2. Eremeev V.N., Belyaev V.I., Suvorov A.M. et al. Hydrochemics of the hydrogen-sulphide zone in the Black Sea // UNESCO reports in marine science. - 1996. - 69. - 114 p.
3. http://bookap.by.ru/psywar/manipulaciya/gl81.shtm
4. http://www.alhimik.ru/teleclass/konspect/konsp4-15.shtml
5. http://www.grinchuk.lviv.ua/referat/1/2648.html
6. http://www.5ballov.ru/referats/preview/27042
7. http://www.moscow-crimea.ru/atlas/more.html
8. http://home.uic.tula.ru/~zanchem/ufackt/more.htm
9. Murray J.W., Jannasch H.W., Honjo S. et al. Unexpected changes in the oxic/anoxic interface in the Black Sea // Nature - 1989. - 338 (6214). - P. 411-413.
10. Безбородов А.А., Еремеев В.Н. Зона взаимодействия аэробных и анаэробных вод. - Севастополь, 1993. - 298 с.
11. Волков И.И. Соединения восстановленной серы в воде Черного моря // Изменчивость экосистемы Черного моря: естественные и антропогенные факторы. - М, 1991. - С. 53-72.
12. Гегузин Я.Е. Пузыри.-М.:Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985.-176 с.
13. Гольцева Л.И.; Юткин А.Л. Ай, черное море, хорошее море// Изобретатель и рационализатор - №2,- 1996
14. Губанов В.И., Клименко Н.П., Монина Т.Л. и др. Современное состояние загрязнения вод Черного моря // Т.IV. - Черное море. - В.3.- Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 1996. - 230 с.
15. Гулин М.Б. Изучение бактериальных процессов сульфатредукции и хемосинтеза в водной среде Черного моря: автореф. дисс. .... канд. биол. наук.- Севастополь, 1991. - 20 с.
16. Ильченко С.В., Сорокин Ю.И. К оценке образования сероводорода в толще воды Черного моря // Изменчивость экосистемы Черного моря: естественные и антропогенные факторы. - М.: Наука, 1991. - С. 73-77.
17. Руководство по химическому анализу морских вод // РД 32.10.243-92. - С-Пб, 1993. - С. 59-68.
18. Рябинин А.И., Кравец В.Н. Современное состояние сероводородной зоны Черного моря (1960-1986 гг.). - М.: Гидрометеоиздат, 1989. - 230 с.
19. Сорокин Ю.А. Исследования численности, продукции и функциональной активности бактерий в Черном море // Биология моря - 1970. - 19. - С. 43-73.

ПРИЛОЖЕНИЕ 

СХЕМА

ОБРАЗОВАНИЯ СЕРОВОДОРОДА В ВОДАХ  ЧЕРНОГО МОРЯ