Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)

1. szám - Dr. Horváth Imre: Az iszapvíztelenítés néhány hasonlóságelméleti és méretnövelési vonatkozása. I.

Dr. Horváth I.: Az iszapvíztelenítés _ # Hidrológiai Közlöny 1982. 1. sz. 23 kísérletek gyakorlati jelentőségét. Megállapítja, hogy a tervezési és üzemeltetési munkák során a modellkísérleti és üzemi adatok gyakori eltérése sok gondnak és hibának forrása lehet. Ezek az eltérések azonban számottevő mértékben kiküszöbölhetők, amennyiben megfelelő kísérleti technikát alkalmaznak. Hivatkozik a szerző arra az ismert körülményre is, hogy a modellkísérletek általában lehetővé teszik a tervezési, sőt a beruházási költségek csökkentését is. Hiszen a viszonylag kis költséggel megvalósított modellkísérletek eredményei — egyebek közt — segíthetik az optimalizálási feladatok megoldását is. Zingler hivatkozott munkájának külön érdeme, hogy részletesen szól a kísérletek peremfeltételeinek hatásairól; nevezetesen arról, hogy a folyamatokra jellemző kezdeti és kerületi feltételek figyelembevétele is nagyon lényeges, amikor 70 so 50 10 0 0 10 20 30 +ű 50 60 w 80 90 100 Fajlagos szúr/eitérfogaf [L/m

7] 1. libra. A szűrő felületre vonatkoztatott szűrlettérfogat és a szűrési idő kapcsolatit modell- és üzemi méret relációban Puc. 1. Cen3b Mejtcáy oöbejuoM cßu/ibmpama u epeMeuu (fiuAbmpoeaHUH npueedeuubix K noeepxiiocinu (fiuMmpa na ModeAu u e 3KcnAyamaifuonHbix ycAoeuax Fig. 1. The filtration time vs. filtrate volume related to unit filter area correlation applying to the model and prototype különböző méretű rendszerekre következtetünk. Nyilvánvaló, hogy a modellkísérletek eredményei csak akkor vihetők át megfelelő pontossággal félüzemi vagy üzemi méretekre, ha a peremfeltételekre vonatkozóan is hasonlóságot biztosítunk. A peremfeltételekben jelentkező gyakorlati eltéréseket illetően szűrőprések esetében a következő konkrét hibalehetőségeket említi. Üzemi méretű berendezéseknél a kezelendő iszap betáplálása és a vegyszerek beadagolása általában jól szabályozható annak érdekében, hogy optimális koaguláció jöjjön létre. Ezzel szemben laboratóriumi berendezések alkalmazásánál a gyakorlat legtöbbször az, hogy egy bizonyos mennyiségű kezelendő iszaphoz a vegyszert előre hozzáadjuk, ami különösen hosszabb kísérleti periódus során — a koaguláció folyamatának előrehaladása miatt — téves következtetések levonását eredményezheti. További körülményként említhető a modellkísérletek esetében alkalmazott nyomás konstans jellege. Üzemi méretben ugyanis a nyomómagasság általában fokozatosan növekszik. Laboratóriumi méretben a p = const feltétel betartását pedig adott esetben az a körülmény indokolhatja, hogy más technológiai változók szerepét külön vizsgálhassuk. Más jellegű eltérések mutatkozhatnak a peremfeltételeket illetően modell-prototípus relációban a kezelendő iszap mechanikai igénybevétele szempontjából. Ilyen vonatkozásban utalni lehet pl. az áramlási sebességek, valamint a sebességgradiens szerepére, a nyomáseloszlás hatására stb. Végül említhető még a kísérleti berendezés geometriai kialakításának hatása, ezen belül pl. az iszapbevezetés helyének megválasztása, ill. annak szerepe. Mindezek a körülmények és további hasonló szempontok azt eredményezhetik, hogy modell-prototípus relációban a kapcsolat nem egészen egyértelmű, közelítőx jellegű, és ezt az üzemi berendezések tervezésénél mindenképpen számításba kell venni. Az előző általános megjegyzéseken túlmenően a továbbiakban néhány konkrét kutatási eredményre is utalunk Zingler hivatkozott munkája nyomán. Az 1. ábra egy modellméretű és egy üzemi méretű szűrőprés adatai esetében mutat összehasonlítást a szűrőfelületre vonatkoztatott szűrlettérfogat és a szűrési idő kapcsolataként. Az üzemi méretű szűrő esetében két kísérlet-sor, a modellberendezésnél öt kísérlet-sor adatai álltak rendelkezésre. További érdekes összehasonlítást mutat az 2. ábra. Ezúttal azonos kísérleti időtartam alatt kiadódó fajlagos szűrlettérfogatokat hasonlított össze a szerző modell-iizemi méret relációban. Amennyiben teljesen hasonló folyamatok játszódnának le a különböző méretű berendezésekben, úgy a mérési adatoknak a (szaggatott vonallal feltüntetett) 45°-os hajlású egyenes mentén kellene elhelyezkedni, ill. szóródni. Mint látható, ettől bizonyos mértékű eltérés mutatkozik. A 3. ábra a nyomásváltozásnak az iszaplepény szárazanyag tartalmára gyakorolt hatását szemlélteti. Ezúttal viszonylag jó összhang mutatkozik a modellprés és az üzemi méretű berendezés adatai között. Végül az 4. ábrát adjuk közre, amely további bepillantást tesz lehetővé a különböző méretű szűrőprések technológiai adatainak felhasználásával. Az ábra összehasonlítást mutat az átlagos, fajlagos szűrőteljesítmény, valamint az átlagos szárazanyag koncentráció és a kísérleti időtartam között. Megjegyezzük, hogy a hivatkozott szerző részletesen értékelte a bemutatott grafikus kapcsolatokat, utalva azokra az okokra és körülményekre is, amelyek a modell-prototípus relációban jelentkező kisebb-nagyobb eltérések indokaiként említhetők. Kár, hogy a rendkívül értékes kutatási munkához nem csatlakozik hasonlóságelméleti értékelés. Ennek utólagos elvégzését az a körülmény nehezíti, hogy olyan alapvető méretnövelési feltételekről, mint pl. a geometriai, a kinematikai és a dinamikai hasonlóság feltételeinek betartásáról, esetleg közelítéséről, az anyag nem ad elegendő információt. Zingler kutatási eredményeiből az is egyértelműen következik, hogy a nem egységes laboratóriumi kísérleti módszerek alkalmazása — modellelméleti alapon is — ellentmondásokhoz vezethet, amennyiben az eredményeket üzemi méretre kívánjuk átvinni. Ebből adódik az is, hogy a labo-