Hidrológiai Közlöny 1954 (34. évfolyam)

9-10. szám - Lipták Ferenc: Hosszanti átfolyású ülepítőmedence áramlástani vizsgálata

Hidrológiai Közlöny. 34. évf. 1954. 9—10. sz. ]fj

f5 HIDRAULIKA Ülepítőmedencék kialakításának hidraulikai kérdései egyre gyakrabban foglalkoztatják vízépítési laboratóriumainkat. Egyik legújabb ilyenirányú kísérletet ismerteti cikkében a szerző. Hosszanti átfolyású ülepítőmedence áramlástani vizsgálata* LIPTÁK FERENC Az Építőipari Műszaki Egyetem I. sz. Vízépítéstani Tanszékének laboratóriumában kismintakísérleteket végeztünk egy megépítésre kerülő hosszanti átfolyású ülepítőmedence befolyási és kifolyási fejének célszerű kialakítására. A medence ipari víz ülepítésére szolgál. A Mélyépítési Tervező Vállalat rendelkezésünkre bocsátotta a medence vázlattervét és az alábbi kérdések megvizsgálását kérte: 1. Kell-e a kifolyás előtt merülőfal és milyen áramképet alakít ez ki? 2. Milyen áramképet ad az az elrendezés, amelynél a víz nem a végfalon át, hanem a végfal előtt elhelyezett vályúba bukva távozik a medencéből? 3. Milyen eredményt ad a fenti két elvezetés kombinációja? 4. Hány darab és milyen átmérőjű bevezető nyilás legyen? 5. Milyen mélyen legyenek a bevezető nyílások a vízszín alatt és hány sorban helyezkedjenek el? 6. Milyen holtterek keletkeznek a medencében? A fenti kérdések megvizsgálása után ugyancsak a Mélyépterv megbízásából kísérleteket végeztünk a befolyásnál alkalmazandó energiatörő és vízosztó berendezések kialakítására. A kismintakísérletek során az ülepítőmedencének csupán áramlástani kérdéseit vizsgáltuk, tehát hordalékmentes vízzel dolgoztunk. A rendelkezésünkre álló 0,6 m széles üvegcsatornában vizsgáltuk meg a kifolyási fej több változatának 1:3 méretarányban, majd a befolyási fej ugyancsak több változatának és a teljes medencének 1:10,8 méretarányban az áramlástani viszonyait. Mivel kísérleteinknél a nehézségi erő volt a -főerő, ezért a Froude-féle hasonlósági törvényt vettük számításunk alapjául. I® 1 © A 1 J ' / í \ Emelkedés 4.7cm/m "ÍV i Ji \ 1 ® - befolyási oldal ® - kifolyási oldal i - iszopgyújtö'tér x-jr« medence kezdete 1. ábra b ' bukósorozat v = vizbevezetö fa! Az ülepítőmedence hosszmetszete az 1. ábrán látható. A víz egy egyenletes elosztást biz* Készült a Mélyépítési Tervező Vállalat megbízásából az Építőipari Műszaki Egyetem I. sz. Vízépítéstani Tanszékén. Tanszékvezető: Dr. Németh Endre, műegyetemi tanár. A kézirat érkezett 1954. július 10-én. tosító Thomson-bukó sorozaton át (az ábrán bvel jelölve) jut a medence vízbevezető falán (v) lévő nyílásokhoz. Az ülepítőmedence modelljének hossza 3,14 m, szélessége 0,6 m, mélysége a medence kezdetén 21,2 cm, a medence végén 6,5 cm, az átlagos sebesség 2,9 mm/sec, a medencén átfolyó vízhozam 0,24 lit/sec volt. Áramképek vizsgálata. A különböző változatok áramképeinek megfigyelésére hipermangánt és vízzel egyenlő fajsúlyú kisméretű gömböket (benzol és széntetraklorid tussal megfestett keverékét) használtunk. Sebességmérések. A medence kezdeténél a szelvényközépsebesség 1,9 mm/sec volt. Ilyen kis sebesség mérésére műszer nem állt rendelkezésünkre. A különböző mélységű pontokban előálló sebességek közelítő meghatározására vízfajsúlyú gömbök segítségével úszós mérést végeztünk. A vizsgált keresztszelvények ugyanazon mélységében 15—20 megfigyelést végeztünk. A megfigyelési helyeket — eltekintve az üvegfalak melletti 3—4 cm széles szakaszoktól — közel arányosan elosztva választottuk ki a keresztszelvény szélességében. A sebesség értékének számításánál a megfigyelési eredmények számtani közepét fogadtuk el végleges értéknek. Kifolyási fej vizsgálata. A kifolyási fejnél merülőfal alkalmazása szükséges, mert anélkül a víznél könnyebb fajsúlyú felszíni uszadék bekerülne a hálózatba. A megvizsgált változatok merülőfallal ellátottak.. Tájékoztatásul megvizsgáltuk az áramképet merülőfal alkalmazása nélkül is. Merülőfal nélküli esetben a vízfelszín az egész medencében mozgott, a felszíni néhány mm vastag vízréteg sebessége a bukó felé közeledve nőtt, közvetlenül a bukó előtt már az átlagos sebesség többszörösére felgyorsult. A megvizsgált változatok: 1 .Bukó, előtte merülőfal. (1. fénykép.) A merülőfalat a bukóéltől különböző távolságra és mélységre helyeztük el. A vízfelszín az összes változatnál nyugalomban volt, a merülőfal előtt holttér keletkezett (2. ábra), amelynek hossza (a) a merülőfal mélységének (m) növelésével nőtt; a merülőfal mögött lassú, visszafelé irányuló hengermozgás volt, alul a bukó és a