Целью работы является обоснование принципиальных параметрических решений, позволяющих создать оборудование для обогащения воды кислородом в замкнутых системах водоснабжения. При этом предполагается достигать эффекта обеззараживания, исключая добавление кислорода в воду из специальных емкостей. Объектом исследования выбраны аппараты вихревого слоя (АВС), обладающие рядом преимуществ. В известных разработках этих аппаратов по ряду принципиальных решений есть вопросы, не определена действенность факторов, влияющих на процесс обогащения воды кислородом. В качестве методов исследования использованы логический анализ существующих сведений по процессам, происходящим в АВС; аналитические методы решения задач; отсеивающие исследования по влиянию отдельных факторов с использованием известного контрольного оборудования; статистическая обработка данных. В результате выполненной работы определены наиболее значимые факторы, действующие в аппаратах вихревого слоя. Поисковые и отсеивающие эксперименты показали, что наибольшее влияние на процессы обогащения воды кислородом и обеззараживания воды для аквакультуры оказывают кавитация и наличие в камере обработки свободного воздуха. Кроме того, для снижения энергетических потерь зазоры между магнитопроводами должны быть максимально уменьшены. Результаты проведенных экспериментов позволили предложить конструкцию, обеспечивающую преобладание указанных факторов при обработке сточной воды для аквакультуры
аквакультура, аппарат вихревого слоя, обогащение воды кислородом, вращающееся магнитное поле, ферромагнитные стержни, кавитация.
Введение. Мировое производство искусственно выращиваемой рыбы (аквакультура) увеличивается ежегодно почти
на 6 %. Для сравнения можно привести соответствующие данные, например, по домашней птице — 4 % и по свинине— 1,7 %. В 2014 году мировое производство рыбы составило 158 млн т. Почти половина этого количества — 66 млн т
выращивается в искусственных условиях. Аквакультура развивается и в России, и во всем мире [1]. В 2014 году в ры-
боводческих хозяйствах нашей страны выращено 3,68 млн т рыбы.
Обеспечение в бассейне постоянной температуры, состава воды и содержания в ней кислорода позволяет до-
стичь наилучших показателей по скорости выращивания, экономному расходу воды, кормов, экологичности. Если
выращивание одного килограмма рыбы в естественных условиях требует 650 л воды, то в бассейне — только 9 л [2].
Однако выращивание рыбы в бассейнах с поддержанием определенной бактериальной среды затрудняется рядом фак-
торов, в частности требует существенных затрат. В России не производится оборудование, позволяющее обеззаражи-
вать и обогащать кислородом воду для аквакультуры. Отечественное рыбоводство зависит от поставок импортной
техники — дорогостоящей и не всегда высокоэффективной. Это тормозит развитие производства рыбы в искусствен-
ных условиях.
1. Стратегия развития аквакультуры в Российской Федерации на период до 2020 года [Электронный ресурс] / Министерство сельского хозяйства Российской Федерации. - Режим доступа: http://www.mcx.ru/documents/document/show/12208.77.htm (дата обращения 21.07.15).
2. Проскуренко, И. В. Замкнутые рыбоводные установки / И. В. Проскуренко. - Москва : Издательство ВНИРО, 2003. - 152 с.
3. Вершинин, Н. П. Установки активации процессов / Н. П. Вершинин. - Ростов-на-Дону : Инноватор, 2004. - 96 с.
4. Логвиненко, Д. Д. Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем / Д. Д. Логвиненко, О. П. Шеляков. - Киев : Техника, 1970. - 144 c.
5. Адошев, А. И. Выбор конструкции индуктора ферровихревого аппарата / А. И. Адошев // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве : сб. науч. тр. - Ставрополь : Издательство Ставропольского государственного университета, 2009. - С. 72-77.
6. Water activation system with functions of disinfection and purification : patent KR, 20020097090 (A); 2002-12-31 / J.-H. Park.
7. Cavitation oxygenation disinfection running water apparatus of waterpower : patent CN, 201161946 (Y) ; 2008-12-10 / S. Xuan, W. Ppeizhi.
8. Аппарат вихревого слоя : патент 2072256 Рос. Федерация : В01F13/08 / Н. П. Вершинин [и др.] ; заявл. 15.10.1992 ; опубл. 27.01.1997.
9. Аппарат вихревого слоя : патент 2072257 Рос. Федерация : В01F13/08 / Н. П. Вершинин, И. Н. Вершинин ; заявл. 16.10.1992 ; опубл. 27.01.1997.
10. Ферровихревой аппарат : патент 2323040 Рос. Федерация : В01F13/08 / А. И. Адошев, В. В. Коваленко ; заявл. 25.12.2006 ; опубл. 27.04.2008.
11. Гиль, Н. А. Перспективы применения установки активизации процессов для подготовки воды для аквакультуры / Н. А. Гиль, Е. А. Смехунов, М. В. Коваленко // Технические средства аквакультуры : сб. трудов междунар. науч. конф. - Ростов-на-Дону : Издательство ДГТУ, 2014. - С. 142-143.
12. Гиль, Н. А. Обработка воды в установках замкнутого цикла / Н. А. Гиль, Е. А. Смехунов // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения : мат-лы 16-й междунар. науч.-практ. конф. - Ростов- на-Дону, 2013. - С. 47-50.
13. Christopher, E.-B. Cavitation and Buble Dynamics / E.-B. Christopher. - New York : Oxford University Press, 1995. - 284 p.
14. Акопян, Б. В. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами. Ультразвук в медицине, ветеринарии и экспериментальной биологии / Б. В. Акопян, Ю. А. Ершов. - Москва : Издательство МГТУ им. Баумана, 2005. - 224 с.
