2022 г., Том 27, № 6, с.33-44

Поставлена и решена контактная начально-краевая задача математической физики о моделировании селективного водозаборного процесса в двухслойном стратифицированном водоеме при условии, что из него вода забирается через две трубы, подведенные к разным слоям и расположенные одна над другой. Задача решена аналитически методом двукратных тригонометрических рядов Фурье с привлечением интегрального преобразования Лапласа и методов операционного исчисления для нахождения оригиналов по вычисленным изображениям. Получена совокупность расчетных формул для вычисления поверхности раздела слоев в процессе водозабора через обе трубы. Верхняя труба предназначена для обеспечения селективности водозабора через нижнюю трубу, чтобы он проходил исключительно из нижнего придонного холодного слоя водоема. В результате включения верхней вспомогательной трубы разность средних скоростей в слоях воды резко уменьшается и расширяется промежуток вариации числа Ричардсона, в котором выполняется критериальное условие устойчивости течения разноплотностных слоев воды. Забираемая вода используется для нужд охлаждения тепловыделяющих элементов различных промышленных предприятий, в том числе тепловых и атомных электростанций.