Hidrológiai Közlöny 1954 (34. évfolyam)

11-12. szám - Muszakalay László–Vágás István: Ülepítőmedencék áramlástani hatásfokának megállapítása

Jf66 Hidrológiai Közlöny 34. évf. 1954. 11—12. sz. Muszkalay—Vágás: Ülepítőmedencék hatásfokaMegesik azonban az is, hogy a V

t térfogat illetőleg a vele arányos terület az átfolyási görhén nem egyezik meg a geometriailag is mérhető medencetérfogattal, hanem annál kisebb. Ezt a jelenséget azzal magyaráztuk, hogy holtterek, vízszállításban részt nem vevő terek voltak a medencében s ezek arra kényszerítették az áramló vizet, hogy kisebb keresztmetszeten, a kontinuitás törvénye alapján nagyobb sebességgel, tehát rövidebb idő alatt folyjon át a medencén. Az átfolyási görbe ezáltal közelebb került az ordinátatengelyhez, mint került volna holttér nélküli medence esetében, s az sem meglepő, hogy a görbe által bezárt terület kisebb térfogattal arányos, hiszen az áramlási tér tényleg megkisebbedett. Amikor pedig az átfolyási görbe alapján számított működő térfogatot megnöveltük azzal a térfogattal, amit —természetesen csak közelítően — a medence üvegfalán keresztül tett holttérmegfigyelések alapján mérhettünk le, a kétféle úton számított térfogat már elég jó egyezést mutatott. Az átfolyási görbe eltolódását tehát felhasználhatjuk arra, hogy megállapítsuk az ülepítésből kimaradó terek köbtartalmát. Megfigyeléseink azt mutatták, hogy a holtterek legnagy

robb része a medence elején található és csak kis része az elfolyásnál. Elég jó közelítéssel mondhatjuk tehát azt is, hogy a vízszállító V

( köbtartalom és a teljes V térfogat viszonya megmutatja, hogy a medence hosszának hány százaléka vesz részt az ülepítésben. A tervezés szempontjából nem olyan fontos azt tudnunk, hogy a vizet szállító térfogat hány %-a tartozik a méretezési tartományba, hanem inkább a tényleges térfogat hasznos részére vagyunk kíváncsiak. Ezért került a (13.) képlet nevezőjébe V és nem V

t köbtartalom. A fentiek megvüágítására az alábbi számszerű eredményeket közöljük : 2. példa. A medencén átfolyó víz : Q = 0,46 l/sec vízhozamú. Az átfolyó víz kezdeti koncentrációja : C

e = 0 A beadagolt metilénkék jelzőoldat vízhozama Q

a = 0,0093 l/sec. Az adagolási és az átfolyási vízhozam viszonya kb. 1 : 50. A jelzőoldat töménysége : C

a = 35 600 egység/' liter. A vízkivételi szelvényben az egyenletes töménységű állapot bekövetkezte után C

ma

x=710 egység/liter koncentrációt mértünk, ami C

r-rel jó egyezésben volt. C

r = %.C

a = 720 e/l. A méretezési tartomány határsebességei : v

a> = 0,3 cm/sec, Vf

S = 0,6 cm/sec. A medence hossza a szóban forgó változatnál s = 141 cm. így tf

s = 3 perc 55 mp. t

a

g = 7 perc 50 mp Elvégezve a szerkesztést az átfolyási görbén (17. ábra), V

m = 135 liter, V

t = 165 liter. A medence térfogata V — 203,7 liter. Ez a térfogat az adagolás és a mintavétel szelvénye közötti teljes térfogat. Az átáramlás hatásfoka : V% = 135 • 100 = 66,4%. 203,7 A hasznos medencehossz, a holttereket a medence elejére összpontosítottnak képzelve : 165 S'» = ST

= 14

1 203,7 = 114 cm. Teljes értékű és az eddig ismertetett módszer természetével megegyező megoldás az volna, ha nemcsak a medence végén, hanem a közbeeső szelvényekben is végeznénk koncentrációmérést. Ennek megvalósítása természetesen nem könnyű. Mérés nélkül is belátható azonban, hogy több szelvény adatai pontosabban megmutatják a sebességek eloszlását a hossztengely mentén, mint az egész hosszra vonatkoztatott átlag. Az eljárás további előnye az volna, hogy a holttereket helyüktől függően vehetnénk számításba. Több szelvényen végzett hatásfokmérésbői a teljes medencehatásfokra lehet következtetni az alábbi képletből: Vm l'í/u t'wi2 • • • ~t~ Vmn ~~ V - V

l + V

2+... + Vn ahol az indexek az n részre osztott ülepítőmedence résztérfogatait jelentik. Azonban : Vmi = VI V1' V>»2 = V2 v2, ••• y»m = rj„ V„ ; így E rjtVi *=i V = j/ 20) 17. ábra. A több szelvényben végzett mérés egyik fontos jellemzője az, hogy az egymás után következő mérések nem azonos rendűek, mivel a második szelvényben nem V

2, hanem F, -f V

2 térfogatra kapjuk meg a hatásfokot. így van ez a további szelvényekben is, tehát minden mérésben az előző részek hatása is benne van. Az összegződő hatások szétválasztása matematikailag és gyakorlatilag megoldható ugyan, s a (20.) képletben a hatásfok értékeit már ilyen szétválasztott szakaszokra vonatkozóan adtuk meg, azonban a szétválasztás módszerének ismertetése jelen tanulmányunk kereteit meghaladja. Qfl)[l/s] 0,46