Hidrológiai Közlöny 1968 (48. évfolyam)
3. szám - Horváth Imre: Levegőztető medencék vizsgálata a turbulenciaviszonyokra való különös tekintettel
Horváth 1.: Levegőztető medencék vizsgálata Hidrológiai Közlöny 1968. 3. sz. 135 sebességek, mint például szívócső alkalmazása esetében a fenéksebesség (ami az iszapleülepedés megakadályozása érdekében feltétlenül előnyös), azonban ennek árán másutt áramlási holtterek, ill. lassú átfolyású terek képződhetnek. Adott esetben lehet eldönteni — figyelembevéve az üzemi paramétereket, pl. az iszapkoncentráció értékét stb. — hogy a térkialakítás részletei hogyan oldhatók meg. A kedvező hidraulikai kialakítás általános szempontjai azonban megadhatók. így például feltétlenül célszerű a medencefenék éleinek kiékelése, vagy méginkább lekerekítése. Ugyanis a legkisebb fenéksebességek általában a medence alsó, vízszintes éleinél tapasztalhatók, ahol az iszapleülepedés veszélye leginkább fennáll. Ugyanakkor a medence függőleges élei — az alsó lekerekített tartománytól eltekintve — a turbulencia fokozása érdekében megmaradnak. Amennyiben szívócsövet célszerű beépíteni, úgy lehetőleg csökkenteni kell annak alsó végénél jelentkező belépési veszteségeket. A kúpnak a medencefenékhez csatlakozó alsó részénél történő lekerekítéssel a csatlakozás törésmentesen is megoldható. Természetesen a B8Kturbinánál alkalmazott kúp hidraulikai szempontból önmagában is kedvező, mivel a medencefenéken kialakuló tartópontban terelőhatása következtében a veszteségeket csökkenti. Megemlítjük, hogy ezúttal a kúp szerepe hasonló a légbefúvásos ikermagoldású levegőztető medence esetében korábbi kísérleteink során javasolt fenékkiképzéshez [7]. A medencében kialakuló áramlás jellegét a medence térkialakításán túlmenően lényegileg a rotor bemerülése és fordulatszáma, valamint a műtárgyban levő vízoszlopmagasság határozza meg. A függőlegestengelyű levegőztető medencéket a gyakorlatban nem medenceegységenként, hanem kaszkádrendszer szerint szokás kialakítani, ami tulajdonképpen sorbakapcsolt tartályreaktorokat jelent. A kaszkádrendszer alkalmazása több szempontból is előnyös. Az előnyök elvi indokolása szintén reaktortechnikai alapon lehetséges. Benedek Pál és László Antal nyomán a vonatkozó alapelveket — amelyek a különböző rendszerű levegőztető medencéknek, mint reaktoroknak a kialakításnál támpontul szolgálhatnak — a csőreaktor és a tankreaktor elvének összehasonlításával az alábbiak szerint foglalhatók össze [1]: a) Csőreaktorban valamely komponens töménysége a reaktor hossza mentén változik, ugyanakkor az meghatározott pontban időben állandó. Ez elsősorban a csőreaktor elvéből adódó hidraulikai (átfolyási) viszonyok következménye. A csőreaktor elején nagy, a végén pedig kicsi a reakciósebesség. b) A tankreaktorban valamely komponens töménysége a reaktor bármely pontjában (a turbulens ingadozásoktól eltekintve) állandó, a reakciósebesség pedig minden pontban és minden időpillanatban azonos értékű. Ez szintén elsősorban a tankreaktor elvéből adódó hidraulikai (átfolyási) viszonyok következménye. c) A fentiekből következik, hogy az átlagos reakciósebesség a csőreaktorban nagyobb, mint tartályban. Ezért utóbbi esetben az azonos konverzió eléréséhez nagyobb reaktortérfogat szükséges. Sőt minél nagyobb konverziót kívánunk elérni, annál nagyobb térfogattöbblet szükséges tankreaktor esetében. Hasonlóan jelentős hatása van a reakció rendűségének is. d) A tankreaktor előnye viszont az lehet, hogy benne a kevert folyadék összetétele állandó, így a töménység ingadozása jelentéktelen. Ez a folyamat stacioner jellegét előnyösen fokozza, ugyanakkor jelentős pufferhatást is képvisel, és így az elfolyó víz összetételének egyenletessége könnyebben biztosítható. e) A tankreaktor hátrányai kaszkádrendszer kialakításával zömében kiküszöbölhetők. Bizonyítható, hogy elvileg végtelen számú tagból álló tankreaktorkaszkád a csőreaktorral azonos konverziót eredményez. Tehát tankreaktorok sorbakapcsolásával a csőreaktor fokozatosan megközelíthető. f) Igazolható, hogy ha a Bodenstein-szám nagyobb 10-nél, akkor a reaktor csőreaktornak tekinthető. A Bo = 10 esetében már 7 egyenlő térfogatú sorbakapcsolt tankreaktor közelítően azonos hatású a csőreaktorral. Benedek P. és László A. szerint 5—7 egységnél már nem célszerű többet sorbakapcsolni. A fenti általános reaktortechnikai alapelvek figyelembevételével képezhetők ki a függőlegestengelyű levegőztető medenceegységekből álló kaszkádrendszerek is. Az 5. a—b. ábrákon két — egy a, Kistelep 6 egységből álló reaktorkaszkádda/ és bővítési lehetőséggel Befolyás H-+ )----«- El folyás Elfolyás Befolyás b, Nagytelep 6 egységből álló reak/vrkoszkádokkal és bővítési lehetőséggel Elfolyás 1 T I T I --t-- TT •1" •-r' + T " +"-r • +-X" +-t Befolyás 5a—b ábra. Függőlegestengelyű levegöztető-kászkádok kialakítási lehetőségei a) kistelep 6 egységből álló reaktorkaszkáddal és bővitési lehetőséggel, b) nagytelep 6 egységből álló reaktorkaszkáddal és bővítési lehetőséggel Puc. 5a-b. B03M0MCH0emu co3danun aspatfuoHHbtx KÜCKOdoe, c eepmuKajibHOÜ ocbw (a) neöonbiuaa cmciHifUH U3 6 peaKmopnoü eduHui}bi c e03M03icH0cmbw pacuiupeHun, b) őoAbuian cmanquH U3 6 peatcmopHoü edumiqu c eo3MoxcHocmbK) pacuiupeHun) Abb. 5a—b Ausbildungsmöglichkeiten von vertikelachsigen Belüftungs-Kaskaden: (a) kleine Anlage mit einer aus 6 Einheiten bebestehenden Reaktorkaskade und Erweiterungsmöglichkeit, b) grosse Anlage mit einer aus 6 Einheiten bestehenden Reaktorkaskade und Erweiterungsmöglichkeit)
