Υδραυλικός σχεδιασμός πολλαπλού διαχύτη διάθεσης υγρών αποβλήτων
Hydraulic design of multiple diffuser for liquid waste disposal
![Thumbnail](/xmlui/bitstream/handle/11400/1641/Manousos_cw6734.pdf.jpg?sequence=4&isAllowed=y)
Διπλωματική εργασία
Συγγραφέας
Μανούσος, Αλέξανδρος
Ημερομηνία
2021-12Επιβλέπων
Bloutsos, AristeidisΛέξεις-κλειδιά
Υγρά απόβλητα ; Πολλαπλός διαχύτης ; Ακροφύσιο ; Ροή ; Υδραυλική διαστασιολόγηση ; ΔιαχύτεςΠερίληψη
Στο σύνολο της η διπλωματική εργασία αυτή αποτελείται από τη μεθοδολογία διαστασιολόγησης του πολλαπλού διαχύτη, καθώς αρχικά παρουσιάζονται τα συσχετιζόμενα βιβλιογραφικά στοιχεία και έπειτα ακολουθεί το αναλυτικό τμήμα της εργασίας που μελετά περιπτώσεις συνδυασμού αριθμού ακροφυσίων και διερχόμενης παροχής. Αρχικά, κατά το πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζονται γενικές πληροφορίες γύρω από τις ιδιότητες των λυμάτων, όπως για παράδειγμα τα στοιχεία που τα απαρτίζουν, αλλά και οι βλαβερές ουσίες που περιέχουν για τους ζωντανούς οργανισμούς όπως και οι τρόποι που απορρέουν από τις αστικές περιοχές.
Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται πρώτα οι πολλαπλοί διαχύτες και τα χαρακτηριστικά τους με αναφορές στις ποικίλες διατάξεις τους και διάφορα είδη τους. Στη συνέχεια, γίνεται αναφορά στην αρχική και περαιτέρω αραίωση που υφίστανται τα λύματα με επιμέρους περιγραφή εξαρτώμενη της φύση του αποδέκτη και την ύπαρξη ή μη του υδάτινου ρεύματος, καθώς και περιγράφεται το υλικό κατασκευής των υποθαλάσσιων αγωγών με συνοδευτική συνοπτική παρουσίαση στοιχείων από κείμενες διατάξεις για την εγκατάσταση τους. Προχωρώντας στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται το θεωρητικό κομμάτι της μεθοδολογίας της υδραυλικής διαστασιολόγησης του διαχυτήρα και η γενικότερη φιλοσοφία του σχεδιασμού. Επίσης παρουσιάζονται οι υπολογισμοί που περιγράφουν τα βασικά υδραυλικά χαρακτηριστικά του αγωγού, του διαχυτήρα, των εκροών και εν τέλει του φρεατίου φόρτισης.
Ύστερα, κατά το τέταρτο κεφάλαιο διατυπώνεται η θεωρία κατά την οποία εγκαθίσταται ένας διαχυτήρας στον πυθμένα της θάλασσας. Αφετηρία αυτού του κεφαλαίου αποτελεί η περιγραφή της διαδικασίας της ερμάτωσης, του βυθίσματος και της καθέλκυσης των αγωγών. Συνδυαστικά έχουμε και την περιγραφή του ορύγματος και της επίχωσης που θα πραγματοποιηθούν στον χώρο, την πρόσθετη προστασία αγωγών με σκυρόδεμα και υπογραμμίζονται οι διάφοροι τρόποι πόντισης του αγωγού και το νομικό καθεστώς που συγκροτείται. Φτάνοντας στο πέμπτο κεφάλαιο έχουμε την παρουσίαση του αναλυτικού τμήματος της εργασίας, επισημαίνοντας αρχικά όλα των δεδομένα που εμπλέκονται σε όλη την έκταση του κεφαλαίου. Ακόμη, παρουσιάζονται τα βήματα της μεθοδολογίας στη πράξη με κατασκευή λειτουργικού προγράμματος που τοποθετήθηκε σε φύλλο εργασίας εντός περιβάλλοντος Microsoft Excel 2010 και ενσωματώνονται διαγράμματα που περιγράφουν τα αποτελέσματα. Ακόμη, μελετώνται σενάρια συνδυασμού για την αρχική διερχόμενη παροχή και τον αριθμό των ακροφυσίων που διαθέτει ο διαχυτήρας για περιπτώσεις ενιαίας ή μεταβλητής διατομής και πραγματοποιούνται αναλύσεις ευαισθησίας διατηρώντας όλα τα δεδομένα σταθερά και μεταβάλλοντας κάθε φορά την διερχόμενη παροχή ή τον αριθμό ακροφυσίων για να εξεταστεί μέχρι πιο σημείο είναι ορθά τα αποτελέσματα που προέκυψαν. Εν κατακλείδι, τονίζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν βάση των αποτελεσμάτων, όπως για παράδειγμα ότι η γωνία κλίσης του διαχυτήρα δεν μεταβάλλει σημαντικά τις τιμές παροχών και ταχύτητας στον άξονα και την έξοδο, αλλά μεταβάλλει το βάθος τοποθέτησης του αγωγού. Τελικά, παρουσιάζονται οι προτάσεις για περαιτέρω έρευνα και ενσωματώνεται η αξιοποιούμενη βιβλιογραφία που συντέλεσε στην εργασία.
Περίληψη
In its entirety, this diplomatic thesis consists of the methodology of dimensioning the multiple diffuser, as first the relevant bibliographic data are presented and then follows the detailed part of the thesis that studies cases of combination of number of nozzles and flow rate. Firstly, the first chapter presents general information about the properties of wastewater, such as the elements that make it up, but also the harmful substances they contain for living organisms as well as the ways that flow from urban areas. The second chapter first describes the multiple diffusers and their characteristics with reference to their various devices and their different types. Next, reference is made to the initial and further dilution of the effluents with a partial description depending on the nature of the recipient and the presence or absence of water current, as well as the construction material of the submarine pipelines with accompanying summary presentation of data from existing provisions for their installation. Moving on to the third chapter, the theoretical part of the methodology of the hydraulic dimensioning of the diffuser and describe the basic hydraulic characteristics of the pipeline, diffuser, outlets and finally the charging well. Then, in the fourth chapter, the theory is formulated according to which a diffuser is installed on the seabed. The starting point of this chapter is the description of the process of cementing, sinking and laying of pipes. In combination, we have the description of the trench and the embankment that will be carried out in the area, the additional protection of concrete pipelines and the various ways of laying the pipeline and the legal status that is established. Arriving at the fifth chapter we have the presentation of the detailed part of the work, first pointing out all the data involved throughout the chapter. In addition, the steps of the methodology are presented in practice by building an operating program that was placed in a worksheet within the Microsoft Excel 2010 environment and incorporating diagrams that describe the results. Also, combination scenarios for the initial flow rate and the number of nozzles available in the diffuser for single or variable cross-section cases are studied and sensitivity analyzes are performed keeping all data constant and changing the flow rate or the number of nozzles each time to examine to what extent the results obtained are correct. In conclusion, the conclusions based on the results are emphasized, such as for example that the angle of inclination of the diffuser does not significantly change the values of flow and speed at the shaft and the output, but changes the depth of installation of the pipeline. Finally, the proposals for further research are presented and the utilized bibliography that contributed to the work is incorporated.