Hidrológiai Közlöny 1958 (38. évfolyam)

6. szám - Vágás István: Átfolyási vizsgálatok dortmundi ülepítőmedencékben

Vágás I.: Átfolyási vizsgálatok dortmundi ülepítőmedencékben Hidrológiai Közlöny 1958. 6. sz. Jf57 görbét határoztunk meg. A 2. és 4. változatoknál a vízelvezetés bonyolultsága miatt az átfolyási görbe meghatározásától eltekintettünk. Az 1. változat ejtőcső vén kiáramló víz mozgása meredeken lefelé irányult (l/a ábra). Csak a medence alsó lezáró falának elérése után verődtek vissza a vízrészecskék és kezdtek felfelé haladni az oldalfal kúppalástja mentén. Holttereket nem sikerült kimutatnunk. Ez azt bizonyította, hogy nemcsak a hengeres ülepítőtérben, hanem a kúpalakú iszaptérben is áramlott a víz. Ez a körülmény hátrányos. A 2. változat áramképe nem sokban különbözött az 1. változat áramképétől (1/6 ábra). A két bukóéi között vízválasztó alakult ki. A vízválasztó alakja a vízfelszínen a bukóélekkel koncentrikus kör volt, s a bukóélek közötti távolságot a belső bukóéi felől nagyjából harmadolta. Az iszaptérben ismét megmutatkoztak a hátrányos áramlási jelenségek. A 3. változatban alkalmazott ütközőtárcsa a vízrészecskéket oldalirányba terelte (1/c ábra). A tárcsától távolabb először lefelé, majd az oldalfal érintése után ismét felfelé áramlott a víz. Az ütközőtárcsa mögött áramlási árnyékkúp keletkezett. Az áramlási árnyékkúp a medence térfogatának 7,6%-át foglalta magába. Az ütközőlap méretének és elhelyezésének változtatásával az árnyékkúp által létesített holttér 23,0%-ra nőtt. Ennek a holttérnek a létezése esetünkben kedvezőnek mondható, sőt a növelése lenne előnyös, hogy ezáltal az iszapteret teljesen mentesíthessük a leülepedett anyagot felkavaró átfolyásoktól. Az ütközőlap alakjának és elhelyezésének e tekintetben lényeges szerepe van. Már kis változások is jelentékenyen éreztethetik hatásukat a medence áramképén és holtterein. A 4. változat áramképe (1 /d ábra) az 1. és 2. változatok áramképéhez hasonlított. így a dortmundi medencék esetében is helytálló az a megállapítás, amely szerint az áramkép kialakításában főképpen a vízhozzávezetés megoldása a döntő, és a vízelvezetés módja kisebb jelentőségű. A 2. ábrán közöljük az 1. és 3. változatokon meghatározott átfolyási görbéket. A 3. változat átfolyási görbéje (2/6 ábra) a 23%-os holttérre vonatkozik. Megjegyzzük, hogy az ún. első áramlástani hatásfok (rjt), amelyből a holtterek kiterjedésére következtethetünk [2], nem azonos az ülepítési hatásfokkal. A medence térfogatának afl/secj 0.'0,15711 sec 0.15• i / 0,10i s 1 / '/

t-0,í57'46 40^221/ fe 0,050.00• —i 1 1 i 3 tfpercj i-i 1 r* iOfl/SSCJ .AzVMüK 0 10 20 20 40 50 SO 70 1. változat 10 20 20 40 50 60 10 3. változat 2. ábra. Átfolyási görbék az 1. és 3. változatokról Abb. 2. Durchströmungskurven der Varianten 1 und 3 Fig. 2. Time-concentration curve for alternatives 1 and 3 tervezése szerinti kihasználtsága szükséges feltétele a jó ülepítésnek, azonban nem mindig elégséges feltétele. Az átfolyási vizsgálatokat, tehát ülepítési vizsgálatoknak is kell követniük ahhoz r hogy az ülepítés tényleges hatására pontosabban következtethessünk. A dortmundi medence négy megvizsgált változatának összehasonlításából kitűnik, hogy az általunk yizsgált alakzatok áramlástani szempontból még nem tükrözték a legkedvezőbb megoldást, mert ütközőlap alkalmazása nélkül a medence iszaptere nem mentesülhet a hátrányos átfolyásoktól (lásd 1—4. kép). A medence működése az ejtőcső torkolata elé helyezett csillapító elem segítségével javítható, de a javítás mérvéről csak további kísérleti eredmények birtokában lehet megalapozott véleményt nyilvánítani. A bemutatott kísérletek következtetései még nem tekinthetők lezártaknak. Ezek a kísérletek ugyanis csak kezdetét jelentették annak a vizsgálatsorozatnak, amely az egyszerű dortmundi medencékből kiindulóan a különböző hidraulikai berendezésekkel ellátott keverőrendszerű medencék vizsgálatát tűzte céljául. Az ismertetett eredmények azonban rávilágítanak arra, hogy az átfolyási görbe és az arról leolvasott jellemző értékek gépies felhasználását és értékelését kerülnünk kell. Az átfolyási görbe megbízhatóan megmutatja, mennyi holttér van a medencében, de azt már a tervezőnek kell esetről esetre eldöntenie, hogy a holtterek növelése vagy csökkentése áll-e érdekében. Éppen ezért az első áramlástani hatásfok legkedvezőbb értékét gyakran nem a 100%-nál célszerű keresnünk, hanem a medencék egyéni sajátságaival összhangban, kellő körültekintéssel magunknak kell megállapítanunk [2]. Az átfolyási görbe értelmezése különféle vízmozgások esetén Az átfolyási görbe elméletét a vízszállító térfogat, illetőleg a holtterek köbtartalmának megállapításával kapcsolatosan a dortmundi medencék vizsgálatában is ugyanúgy alkalmaztuk, mint bármely hosszanti átfolyású ülepítő medence esetében. Az alábbiakban igazoljuk ennek helyességét, s egyben azt is bemutatjuk, hogy az átfolyási görbe segítségével permanens-állandó sebességű, permanenshely szerint változó sebességű, továbbá a nem-permanens, lamináris és turbulens mozgásállapot esetén egyaránt azonos módon határozhatjuk meg a vízszállító térfogatot. Legyen a permanens, állandó sebességű, lamináris mozgásállapotú átfolyásban az elvezető cső szelvényénél meghatározott átfolyási görbe egyenlete (1. 3. ábra) : c = c (t) (1) alakú. Ennek inverze : t = t(c) (2) Jelölések : c — a jelzőoldat töménysége, t = a jelzőoldat folyamatos adagolásának kezdetétől eltelt idő.