Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)
1. szám - Dr. Horváth Imre: Az iszapvíztelenítés néhány hasonlóságelméleti és méretnövelési vonatkozása. I.
16 Hidrológiai Közlöny 1982. 1. sz. Az iszapvíztelenítés néhány hasonlóságelméleti és méretnövelési vonatkozása I. DB. II O R V Ä T H IMII E* a műszaki tudományok kandidátusa 1. feevezetés: a probléma felvetése és célkitűzés A szennyvíziszapok víztelenítésének és szűrésének vizsgálatai kapcsán — ismert módon — elterjedten alkalmaznak különböző méretű rendszereket: laboratóriumi, félüzemi és üzemi méretű berendezéseket. A vonatkozó szakirodalom alapján ugyanakkor megállapítható, hogy a kutatók viszonylag kevés figyelmet fordítanak az eltérő méretű berendezésekben lejátszódó folyamatok kapcsolatára, az azonos és az eltérő vonásokra, lényegében hasonlóságelméleti, méretnövelési kérdésekre. Pedig ismert körülmény, hogy az ilyen megfontolások mellőzése lényeges hibaforrás lohet a tervezés ós az üzemeltetés során. A Kertészeti Egyetemen folyó széles körű kutatási munkához kapcsolódva a jelen sorok írója néhány résztémakör kidolgozásával részt vett a munkában. Ezúttal az iszapvíztelenítés méretnövelési, modellezési módszereinek áttekintésével ós bizonyos mértékig továbbfejlesztésével kapcsolatos eredményekről adunk összefoglaló áttekintést. A célkitűzés lényegében az volt, hogy az említett témában részletes szakirodalmi feltárásra alapozott kritikai értékelést adjunk, és javaslatot dolgozzunk ki — különböző méretű rendszerek relációjára — bizonyos átszámítási feladatok megoldására a gyakorlati igények figyelembevételével. Jelen anyag az alkalmazott matematikai modellek vonatkozásában kapcsolódik az iszap víztelenítés újszerű hidraulikai megközelítését tárgyaló előző kutatási jelentéshez [20]. Emellett alapul vettük a szivárgáshidraulika területén közreadott munkáinkban megfogalmazott elveket és összefüggéseket [14—-16]. A jelen összefoglaló anyag két jő részhöl áll: az első részben a vonatkozó szakirodalom feldolgozását közöljük, a második részben ismertetjük a méretnövelési módszerek továbbfejlesztésével kapcsolatos elgondolásokat. A szakirodalom kritikai feldolgozását illetően szükségesnek tartjuk megjegyezni, hogy számos műszaki szakterületen találhatók olvan kutatási eredmények, amelyek a szóban forgó területhez kapcsolódnak. Ilyen vonatkozásban említhető mindenek előtt a szivárgáshidraulika, a talajmechanika, a nyersolaj kitermeléssel kapcsolatos áramlástani kutatások, valamint a vegyipari műveleteknek a porózus közegekben végbemenő áramlási folyamatokkal foglalkozó fejezete. Amint a feldolgozás során kitűnt, a részletes szakirodalmi feldolgozás önálló monográfia terjedelmét igényelné. Célkitűzésünknek megfelelően azonban az egyes kutatási munkákból csak azokra a részletekre hivatkozunk, amelyek az iszapvíztelenítés és szűrés méretnövelési kérdéseinek elemzése során figyelemre méltók. Ezzel egyidejűleg célszerűnek tartottuk az irodalomjegyzékben feltüntetni a témakörrel kapcsolatos meglehetősen széles körű publikált anyagokat, mivel az segítséget jelenthet a további kutatási munkák során. Ezt azért hangsúlyozzuk, mivel — kritikai megállapításként említhető —, hogy a különböző szakterületeket művelő kutatók általában kevés figyelmet fordítottak más területek kapcsolódó témáiban elért eredményekre. Erre egyébként a továbbiakban ínég röviden utalunk. *Műszaki és Természettudományi Egyesületek Szövetsége, Budapest. 2. A felszínalatti vizek szivárgáshidraulikája területén végzett kutatások Porózus közegekben végbemenő szivárgó folyadékmozgás törvényszerűségeinek tárgyalása során, valamint e folyamat modellezési, méretnövelési feltételeinek elemzésekor, mindenekelőtt indokolt kiindulni a vonatkozó klasszikus hidraulikai kutatások eredményeiből. A korábbi szakirodalom tanulsága szerint ugyanis számos részletkérdésben olyan klasszikus megállapítások ismerhetők fel, amelyek a legújabb kutatási eredményekkel is kapcsolatba hozhatók, egymástól teljesen független kutatási munkák esetében is. Számos példa említhető ilyen vonatkozásban éppen a szivárgáshidraulikai modellvizsgálatok témakörében, ahol a klasszikus áramlástan, a felszínalatti vizek hidraulikája, továbbá az olaj- és földgáz kitermeléssel kapcsolatos hidraulikai vizsgálatok, és nem utolsó sorban a már hivatkozott vegyipari műveletek területén a szűrés és víztelenítés folyamatainak tanulmányozása sokszor egymástól függetlenül felismert törvényszerűségeket eredményeztek. A szivárgási folyamatok modellvizsgálatának elméleti alapjait illetően mindenekelőtt indokolt utalni néhány klasszikus munkára: Hägen (1838) és Poiseuille (1840), valamint Stokes (1845) és Reynolds (1886) kutatási eredményeire. Történetileg kimutatható, hogy az említett hidraulikusok — bár különböző áramlási jelenségeket vizsgálva (csőben végbemenő permanens, lamináris folyadékmozgás; kis méretű gömb alakú részecskék ülepedése viszkózus folyadékban; a csapágykenés ill. a kenőanyag dinamikai vizsgálata) — speciális feltételek mellett azonos felépítésű összefüggésekhez jutottak. Ezúttal a v • v Fr g-l 2 Re -const (1) relációra utalunk, amelynek fizikai tartalma a hivatkozott klasszikus munkákban egyértelműen megfogalmazást nyert. H. Rouse ismert kézikönyve pl. Poiseuille-számnak nevezi a következő dimenzió nélküli mennyiséget [34]: Po l 2(dp /dl) T) •V Re (2) Egyébként Rouse lamináris áramlások elemzése során — éppen a klasszikus munkákból kiindulva — szintén alkalmazta a Reynolds- és a Froudeszámok arányaként képezhető Pg Re v • v Fr dimenzió- nélküli jellegszámot [34], amint arra korábbi munkánkban is hivatkoztunk [19]. (3)
