Апробация перспективных технических решений в конструкции макета исходного эталона единицы объемного расхода сточных вод

В Российской Федерации идет работа по созданию национального эталона единицы объемного расхода сточных вод наивысшей точности. За основу создания эталона взята практика измерений количества сточных вод в напорных и безнапорных трубопроводах (открытых каналах). При измерениях расхода воды в напорных трубопроводах накоплен значительный опыт и выстроена система метрологического обеспечения средств измерений. Однако измерения расхода воды в безнапорных трубопроводах – пока достаточно сложная метрологическая задача в силу гидродинамических особенностей формирования безнапорного небурного потока воды и недостатков существующей системы метрологического обеспечения.
Авторы статьи рассмотрели результаты первого этапа создания эталона единицы объемного расхода сточных вод наивысшей точности – создания макета исходного эталона.
Создание макета началось с анализа публикаций (Роспатент, Espacenet, Scopus, eLIBRARY.RU, ФГИС Росстандарта и др.) по заявленной теме. На основании обзора были выбраны технические и технологические решения, реализованные в основных системах макета и затем апробированные. Например, представлены подходы, которые позволят сформировать развитое небурное течение потока в открытом канале (лотке) с близким к двумерному профилем скорости в его поперечном сечении и обеспечат заданные метрологические характеристики в диапазоне объемного расхода Q_V от 1 до 100 м³/ч.
Апробированные перспективные технические решения в основных системах макета эталона позволили реализовать небурное течение потока в открытом канале (лотке); обеспечить заданные метрологические характеристики в заявленном диапазоне объемного расхода Q_V от 1 до 100 м³/ч; обеспечить поддержание температуры воды в баке накопительном и водяном контуре в заданном диапазоне температур от 15 до 25 °C; разработать инженерные рекомендации по определению тепловых притоков к воде в контуре макета эталона для формирования требований к мощности системы охлаждения воды на основе промышленно выпускаемых холодильных установок (чиллеров). Представленные в статье результаты экспериментальных исследований позволят приступить к проектированию и созданию исходного эталона единицы объемного расхода сточных вод.
Создание собственного национального эталона единицы объемного расхода сточных вод наивысшей точности укрепит метрологический суверенитет и авторитет Российской Федерации на международной арене.

1. Матюгин М. А., Мильцын Д. А. Cовременные приборы и методы измерения расхода воды в открытых водотоках // Научные проблемы водного транспорта. 2015. № 44. С. 66–76.

2. Костенко И. Г., Мартюгин В. А., Вязьмин Ю. А. Измерение параметров безнапорных потоков сточных вод: приборный парк // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. 2019. № 5. С. 21–29.

3. Васильченко А. П., Кореновский А. М. Ультразвуковые методы и приборы для измерения расхода воды на гидромелиоративных системах // Экология и водное хозяйство. 2020. № 4 (7). С. 135–149. https://doi.org/10.31774/2658-7890-2020-4-135-149

4. Садчикова Г. М., Мамолина А. П. Особенности измерения расхода жидкостей в открытых каналах // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации : Материалы IX-ой Международной научно-практической конференции, Курск, 22–23 марта 2012 года / Ответственный редактор: Горохов А. А. Курск : Юго-Западный государственный университет, 2012. С. 191–193.

5. Учет безнапорных сточных вод // Сантехника. Водоснабжение и инженерные системы. 2020. № 3. С. 40–43. Режим доступа: https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=7566 (дата обращения: 06.05.2025).

6. Тухватуллин А. Р. ГЭТ 63–2019: новаторский метод стабилизации расхода жидкости в эталонной установке 3 // Эталоны. Стандартные образцы. 2023;19(5):71–82. https://doi.org/10.20915/2077-1177-2023-19-5-71-82

7. Корнеев Р. А. Совершенствование государственной поверочной схемы для средств измерений расхода и количества жидкости // Эталоны. Стандартные образцы. 2023. Т. 19, № 3. С. 7–20. https://doi.org/10.20915/2077-1177-2023-19-3-7-20

8. Liu Y., Stoesser T., Fang H. W. Impact of turbulence and secondary flow on the water surface in partially filled pipes // Physics of Fluids. 2022. Vol. 34. P. 035123. https://doi.org/10.1063/5.0078564

9. Щукин В. К., Халатов А. А. Теплообмен, массообмен гидродинамика закрученных потоков в осесимметричных каналах. М. : Машиностроение, 1982. 200 с.

10. Коваль А. А., Абоаджи Д. М. Инструменты и оборудование нефтегазового машиностроения и их применение // Молодой ученый. 2023. № 20 (467). С. 37–41.

11. Интенсификация отрывного течения и теплообмена в канавке типа бумеранг на стенке канала / С. А. Исаев [и др.] // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. 2025. № 1. С. 75–112. https://doi.org/10.31857/S1024708425010045