ОСОБЛИВОСТІ РОБОТИ НАПІРНИХ ЗБІРНИХ ДРЕНАЖНИХ ТРУБОПРОВОДІВ ЗМІННОГО ДІАМЕТРА ЗА НАЯВНОСТІ ТРАНЗИТНОЇ ВИТРАТИ
DOI:
https://doi.org/10.32347/2524-0021.2026.53.49-55Ключові слова:
напірний збірний дренажний трубопровід, гідравлічний коефіцієнт тертя, змінна витрата, транзитна витрата, коефіцієнт фільтрації, фільтраційний опірАнотація
У представленій роботі розглянуто особливості руху рідини в напірному збірному дренажному трубопроводі змінного (зростаючого) за довжиною діаметра, який працює за наявності транзитної витрати. Вважається, що досліджуваний трубопровід прокладено горизонтально та за наявності горизонтального рівня ґрунтових вод. Також прийнято, що рідина з навколишнього ґрунту надходить до збірника через його бічну поверхню за всією довжиною, тобто приєднання рідини до основного потоку в трубі відбувається безперервно у фільтраційному режимі. Для опису зазначеного руху використано систему диференційних рівнянь, яка складається з рівняння гідравліки змінної маси та модифікованого рівняння фільтрації. Загалом характер зміни величини діаметра за довжиною збірної дрени залежить від закону зміни приєднуваної витрати вздовж шляху. В даному випадку з метою опису закону зміни площі перерізу дрени (діаметра) застосовано варіант забезпечення постійної величини середньої швидкості в перерізах за довжиною дренажного трубопроводу. Під час аналізу вихідного диференційного рівняння руху рідини зі змінною витратою аргументовано прийнято, що втратами напору, пов’язаними з ефектом приєднання рідини вздовж шляху у фільтраційному режимі і відносно великою довжиною трубопроводу, без суттєвої похибки можна знехтувати. Введено до розгляду поняття умовного нескінченно довгого напірного збірного дренажного трубопроводу, який також можна розглядати як трубопровід конкретної обмеженої довжини, але з нескінченною просякненістю бічних стінок. Особливістю роботи таких труб є те, що на їх початкових ділянках можна приймати перепад напорів, під дією якого відбувається втікання рідини з навколишнього простору в трубопровід, і, відповідно, надходження рідини у збірник близьким до нуля (zп → 0, dQ/dx → 0). На основі проведеного аналізу отримано досить прості та зручні аналітичні залежності для розрахунку розглянутих трубопроводів.
Посилання
Baliuk, S., Romashchenko, M., & Truskavetskyi, R. (2018). Problems of environmental risks and perspectives of land reclamation in Ukraine. AgroChemistry and Soil Science, 87, 5-10. [in Ukrainian] https://doi.org/10.31073/acss87-01
Romashchenko, M. I., Baliuk, S. A., Ver-hunov, V. A., Vozhehova, R. A., Zhovtonoh, O. I., Rokochynskyi, A. M., Tarariko, Yu. O., & Truskavetskyi, R. S. (2020). Sustainable development of land reclamation in Ukraine in the conditions of climate change. Agrarian Innovations, 3, 59-64. https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2020.3.10 [in Ukrainian]
Lee, S., & Koo, M. H. (2025). A fully coupled numerical model for radial collector well intake simulation incorporating comprehensive head loss mechanisms. Water Re-sources Research, 61(12), e2025WR041402. https://doi.org/10.1029/2025WR041402
Collins, S., & Houben, G. J. (2020). Horizontal and radial collector wells: simple tools for a complex problem. Hydrogeology Journal, 28, 1925-1935. https://doi.org/10.1007/s10040-020-02120-2
Kravchuk, O., Kravchuk, A., & Voznyi, O. (2026). Radial water intakes as a tool for enhancing the resilience of water supply systems in Ukraine. Proceedings of the 3rd International Scientific and Practical Conference «Scientific Progress: Theories, Applications and Global Impact», Braga, Portugal, March 2-4, 2026, 297-299.
Kravchuk, O., & Kravchuk, A. (2025). Calculation of collecting drainage pipelines with variable cross-section. Problems of Water Supply, Sewerage and Hydraulic, 52, 39-45. [in Ukrainian] https://doi.org/10.32347/2524-0021.2025.52.39-45
Kravchuk, O., & Kravchuk, O. (2025). Determination of the optimal average fluid velocity in the sections of a variable-diameter collecting drainage pipeline. Gіrnichі, budіvelnі, dorozhnі ya melіorativnі mashini, 106, 5–11. https://doi.org/10.32347/gbdmm.2025.106.0101
Telyma, S. V., Tuhay, Ya. A., Oliynyk, E. O., & Maystrenko, H. V. (2013). Isnuyuchi matematychni modeli i metody filtratsiynoho rozrakhunku promenevykh vodozaboriv i drenazhiv. Urban and Spatial Planing, 47, 618-626. [in Ukrainian]
Bishnoi, K., Kansal, M. L., & Mishra, G.C. (2016). Flow to a collector pipe laid under a stream bed. ISH Journal of Hydraulic Engineering, 22(1), 100-108. https://doi.org/10.1080/09715010.2015.1088410
Kravchuk, A. M., Chernyshev, D. O., & Kravchuk, O. A. (2021). Hydraulics of pressure perforated pipelines of treatment facilities of water supply and water disposal systems: monograph. Kyiv: KNUCA. 204. [in Ukrainian]
Wu, Z., Guo, C., Yang, H., Li, H., & Wu, J. (2022). Experimentally based numerical simulation of the influence of the agricultural subsurface drainage pipe geometric structure on drainage flow. Agriculture, 12(12), 2174. https://doi.org/10.3390/agriculture12122174
Cherniuk, V., Kravchuk, O., Fasuliak, V., & Cherniuk, M. (2024). Improvement of modeling of laminar flows in pressure collector-pipelines. Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences, 120(2), 182-196. https://doi.org/10.37934/arfmts.120.2.182196
Kravchuk, A., & Kravchuk, O. (2023). Determination of effective structural characteristics of collective drainage pipelines for meliorative systems. Building Сonstructions. Theory and Practice, 13, 149-159. https://doi.org/10.32347/2522-4182.13.2023.149-159 [in Ukrainian]
Kravchuk, A., & Kravchuk, O. (2021). Analysis of the results of perforated drainage pipelines calculation in the presence of transit flow rate. Problems of Water Supply, Sewerage and Hydraulic, 37, 42–46. https://doi.org/10.32347/2524-0021.2021.37.42-46 [in Ukrainian]
Oleynik, O. Ya., & Poliakov, V. L. (1987). Drainage of wetlands. Kyiv: Naukova dumka. [in Russian]
Kravchuk, A., Cherniuk, V., Kravchuk, O., & Airapetian, T. (2022). Assessing the value of the hydraulic friction factor in pipelines working with a flow connection along the path. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(7(119), 61-67. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265670
Dvayt, G. B. (1977). Tables of integrals and other mathematical formulas. Translated from English by N. V. Levy, edited by K. A. Semendyaev. Moskow, USSA: Nauka. 228. [in Russian]
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Олександр Кравчук, Андрій Кравчук
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a) Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 70 років після смерті останнього співавтора з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b) Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c) Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
