Hidrológiai Közlöny 1968 (48. évfolyam)

7. szám - Sallay Katalin: Légbefúvásos homokfogó kísérleti vizsgálata

326 Hidrológiai Közlöny 1968. 7. sz. Sallay K.: Légbefúvásos homokfogó 2. kép. A csőrács feletti buborékmozgás Bild 2. Blasenbewegung über dem Rohrgitter adott, mivel a szárnyat meghatározott és a kétféle méretarányú kismintában egymásnak megfelelő pontokon lehetett rögzíteni, s a sebességek átlagolt értékét lehetett meghatározni. Ezenkívül a szennyező anyagokra érzéketlen megfelelően szerkesztett szárny a főkiviteli medencék helyes működésének ellenőrzésére is alkalmas lehet. A szárnymérés hátránya volt viszont, hogy kisebb mértékben megzavarta az áramlást. A vízhozamot a medence geometriai adatainak ós a sebességmérési eredményeknek ismeretében számítottuk. A levegő (2. kép) mennyiségét a kompresszortól a csőrácshoz vezető csőben elhelyezett mérőperem segítségével mértük. Ezenkívül minden mérés elején és végén feljegyeztük a víz hőmérsékletét, aminek alapján a viszkozitást számíthattuk. A kísérletek folyamán változtattuk a légbefuvó csőrács hosszát, annak vízfelszín alatti mélységét és a befúvott levegő mennyiségét. Összesen 24 változatot vizsgáltunk. Az egyes változatok esetében feladat volt az áramképek felvétele, valamint a sebességek mérése, különös tekintettel a kritikus zónára (2. ábra). Az áramképek vizsgálata során a következőket figyeltük meg. Az áramképek szerkezete és a különböző sebességi zónák kialakulása a szakirodalomban található leírásnak megfelelt. A sebességek a bizonytalan mozgású tértől kifelé nőttek, legnagyobb értékűket a fal közelében vették fel. Tehát a forgó tehetetlen víztömeg mintegy „merev testként" viselkedett, ahol a forgási középponttól távolodva nőtt a kerületi sebesség. A bizonytalan jellegű tér valamennyi változatnál megtalálható volt. Nem határolhattuk le £>ontosan, belsejében a sebesség iránya és nagysága folytonosan változott. Esetünkben általában a medence középvonalától kissé a ráccsal ellentétes oldalon, magassági értelemben középtájt alakult ki. A zsompból a szivacsok csavar alakú mozgással emelkedtek fel, és ezt a csavarmozgást még a rács felett is megtartották (a csavarmozgás valószínűleg csak a szelet modell sajátossága). Megjegyezzük, hogy ez a csavarmozgás mindkét kismintánál jobbcsavar alakú volt. A csőrács feletti buborékos víztérben nem lehetett megbízhatóan mérni a sebességeket. Megfigyeléseink alapján azonban a rács feletti vízsebesség nem különbözött lényegesen a rács alattitól, a rács ún. szívó hatása alig érvényesült. A medence alakja hidraulikai szempontból kedvezőnek bizonyult, az áramlás holttér mentes volt. Egyetlen feleslegesnek mondható tér a ráccsal szemközti nyaknál található. A képek összehasonlítása alapján a medence ráccsal szembeni oldalának megoldását jobbnak találjuk az 1. ábrán látható medencealaknál [5], vagyis az egyenes rész közbeiktatása a bal oldalon nem előnyös. A rács feletti térrésznél viszont a görbület felesleges, mivel a buborékok a behajló falnak ütközve óriásbuborékokká állnak össze és mintegy gázcsatornát alkotva hatástalanul kiszaladnak a víztérből anélkül, hogy a vízemelés munkájában részt vettek volna. Itt ki kellene próbálni az egyenes határoló falat, mint amilyen pl. az INKA rendszerű oxidációs medencéknél is van. Érdekes volt a buborékos és buborékmentes víztér határvonalának alakulása is. Minél mélyebben volt a rács, annál áramvonalasabban alakult a buborékoszlop (valószínűleg a köráramlás és a levegőmentes víztér nagyobb oldalnyomása következtében), és minél több volt a levegő, annál távolabb érkezett a buborékoszlop ráccsal szembeni határvonala a vízfelszínre. Rövidebb rács ugyanakkora befúvott levegőmennyiség esetében nagyobb sebességeket adott, mivel a felette levő kisebb víztérfogatban ugyanaz a levegőmennyiség nagyobb térfogatszázalékot képviselt, mint a szélesebb rács feletti nagyobb víztérfogatban, tehát nagyobb kellett, hogy legyen a vízszin megemelkedése, vagyis a mozgató erő. Mélyebb rácselhelyezés és ugyanakkora befúvott levegőmennyiség esetében nagyobb sebességek jöttek létre. Ugyanis minél mélyebben volt a rács, annál nagyobb volt a vízszin emelkedése a rács felett, a nagyobb eséskülönbség pedig nagyobb sebességeket okozott. Nagyobb levegőmennyiség befúvása esetében szintén nőtt a sebesség, ami az erősebb hígítás miatti nagyobb vízszin-megemelkedés miatt várható is volt. Mélyebb rácshelyzet és nagyobb levegőmennyiség esetében nagyobb volt a víztérben a bezárt buborékok mennyisége (bár ennek a légbefúvásos homokfogónál nincs olyan jelentősége, mint pl. oxidációs medencéknél, ahol a buborékbezáródás az oxigénbevitelt növeli). Az alkalmazott csőrács megfelelő volt, csak a nyílások számát találtuk kissé nagynak, különösen kisebb levegőmennyiségeknél. A bizonytalan, lüktető jellegű levegőzés a sebességmérésnél még ugyanabban a pontban is változó értékeket adott. Igen gondosan kellett vízszintessé tenni a csőrácsot, mivel a vízszintestől való igen kis eltérés is egyenlőtlen légeloszláshoz vezetett, hiszen a levegő mindig a magasabban levő nyílásokhoz törekszik. A csőrács vízszintestől eltérő helyzete a sebességekben 30—50%-os eltérést is okozott. Az áramkép ismeretében világossá vált, hogy a sebességi értékeket elegendő az alsó zónában mérni, mert ülepedés szempontjából ez a kritikus hely.