Hidrológiai Közlöny 1965 (45. évfolyam)
3. szám - Horváth Imre: Légbefúvásos szellőztető medence hirdaulikai kismintavizsgálata
138 Hidrológiai Közlöny 1965. 3. sz. Horváth I.: Légbefúvásos szellőztető medence sr í t í t t t f«? i Í // st \ r Vvvf«? i Í // iS/Ocm 3. ábra. Körvonálozású medencekeresztmetszet síkválaszfallal Abb. 3. Kreisförmiger Beckenquerschnitt mit ebener Trennwand Fig. 3. Circular profilé basin cross section with pláne separation wall oldalfala mellett újabb vízhenger alakul ki, amely 10 cm esetben az egész légbefúvórács feletti teret kitölti. Ez a káros jelenség kiküszöbölhető azáltal, hogy ha a medence félszélességóvel azonos hosszúságú rácsot építünk be. 2. A 3. ábrán látható változattal kapcsolatban megvizsgáltuk a válaszfalméret és elhelyezés hatását, a légbefúvórács és a válaszfal egymáshoz viszonyított helyzetét. Adott válaszfalméret esetén a kísérleteknél szemmellátható volt, hogy h 0h 2 válaszfal elhelyezés optimális. Ezt elméleti megfontolásaink is alátámasztják. Tervezési alapadatként a h 2lh 0 hányados értéke gyakorlatilag 1,0—1,2 közt vehető fel. A válaszfalméret megválasztásánál megbizonyosodtunk arról, hogy áramlási szempontból a válaszfalméret a medence főméreteivel: a mélységgel és a szélességgel szorosan összefügg. A kismintában mért 50 cm-es medencemélység és 45 cm-es medenceszélesség alkalmazásával öt különböző méretű válaszfalat építettünk be. A válaszfalak mérete 30X30 cm 2, 30X28 cm 2, 30X25 cm 2, 30X20 cm 2 és 30x10 cm 2. A legkisebb leválási tartományt a 30 X 10 cm 2-es válaszfal esetében észleltük. Ez ismételten összhangban van az ellipszis átmérőire és fókusztávolságára vonatkozó összefüggéssel. Azonban az is megállapítható, hogy a legnagyobb fenéksebesség nem a legkisebb válaszfal esetében mérhető. Másszóval, a legkisebb holttér, illetőleg leválási tartományhoz tartozó főméretek nem esnek egybe az optimális fenéksebességhez tartozó főméretekkel. Mivel pedig a megfelelő értékű fenéksebesség elérése —- az iszap leülepedésének megakadályozása érdekében — elsőrendű követelmény, a legkedvezőbb áramkép rovására az elméletileg kiadódó válaszfal-méretnél nagyobb értéket kell felvenni. Természetesen ez jelentős energiaveszteséget jelent, ami leválási veszteségben jelentkezik. A h Q méret csökkentésével a fenéksebesség növelhető. Azonban nem gazdaságos h 0 értékét túlzottan kicsire választani, mivel ezzel párhuzamosan a válaszfal alatt átáramló vízmennyiség csökken annak ellenére, hogy a fenéksebesség nő. Másszóval, az átfolyási keresztmetszet a sebesség növekedésénél rohamosabban csökken. Ez a jelenség szemmel is érzékelhető azáltal, hogy a h 0 csökkenésével együtt a légbefúvóráccsal ellentétes medenceoldalon a forgó vízhenger egyre nagyobb teret tölt ki. Szélső esetben, h 0 — 0 esetén teljes rövidrezáródás keletkezik. Az előzőekből megállapítható, hogy a légbefúvásos szellőztetőmedencéknél a h 0 érték helyes felvétele elsőrendű fontosságú üzemeltetési és gazdaságossági szempontból. Tervezési alapadatként a hjh 0 hányados értéke 4—5 közt javasolható. Tehát következik, hogy h 2 és h r közti összefüggés : (1,0-h1,2) A x= (4-*-5)A a. A továbbiakban vizsgáltuk a rácsbemerülés (h r) változtatásának a hatását. Egyértelműen megállapítható, hogy a h r érték csekély növelése is az áramlási sebességet jelentősen megváltoztatja. Továbbmenően : az áramlási sebesség sokkal érzékenyebb a rácsbemerülés növelésére, mint a befújt levegőhozam növelésére. Tehát adott ventillátor teljesítmény keretén belül a levegőhozammal szemben inkább a rácsbemerülés mérete növelendő, a megkívánt áramlási sebesség elérése érdekében. Tájékoztató adatként megemlítjük, hogyha a kismintában h r értékét 15 cm-ről 17 cm-re növeljük, a fenéksebesség 17,0 cm/s-ről 19,9 cm/secra nő. A légbefúvórács és a válaszfal egymás közti függőleges irányú helyzete szűkebb határok között az áramlást lényegileg nem befolyásolja. Mégis célszerű, ha h r = h 2, mert ez esetben a rács és a fal között nem tud megszökni vízmennyiség anélkül, hogy a rácson — illetőleg az oxigéndús buborék-víz rétegen — át ne haladna. A rácsbemerülést egyébként az adott ventillátor teljesítménye határozza meg. 3. A 2. és 3. ábrákon láttuk, hogy a válaszfal mindkét oldalán káros vízhengerek alakulnak ki. A továbbiakban megkíséreltük e felesleges energiaveszteségeket kiküszöbölni. A hidraulikailag kedvező medencealak elméleti meghatározásánál megállapítottuk, hogy a legmegfelelőbb esetben a válaszfal keresztmetszet ellipszis alakú. Ezért megvizsgáltuk azt, hogy a 4. ábrán látható görbevonalozású válaszfal alkalmazásával a jobb oldali cirkuláció milyen mértékben küszöbölhető ki. Amint az ábrából megállapítható, a vízhenger térfogata csökken. Azonban ahhoz, hogy teljesen eltűnjön, túlzottan nagy válaszfal szélességet kellene felvenni. Ez ismét a hasznos medencekeresztmetszet csökkenését okozná. A válaszfal aszimmetrikus elhelyezésével — kissé jobb oldalra történő eltolással — ugyancsak nem lehet sokat segíteni, mert ez csupán a jobboldali henger ellaposodását, illetőleg a rács alatti henger kiszélesülését eredményezi. Itt jegyezzük meg azt, hogy ez némileg ellentétben áll egyes irodalmi adatokkal. Rybinsky
