Vízügyi Közlemények, 1957 (39. évfolyam)

1-2. füzet - V. Ivicsics Lajos: Ülepítőmedencék tervezésének néhány áramlástani kérdése

114 Ivicsics Lajos Bizonyos fokú nehézséget jelent már az 1. jeltétel kielégítése is. A H vízmélység értékét áramlástani és szerkezeti szempontok figyelembevételével felvesszük (rendszerint 100—300 cm között). Nem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy a turbulencia mértéke, és vele az ülepedés folyamata is, többek között a vízmélységtől is függ. II értékének az L távolságon belüli állandóságát vízszintes medencefenék esetén is csak úgy biztosíthatnók, ha a medencét egészen rövid időközönként öblítenők, ez pedig tetemesen megnövelné az üzemköltséget. A túlzottan gyakori tisztítás elkerülése céljából a medencének rendszerint a beömlési oldal felőli részén iszapgyüjtőteret alakítunk ki és a medence fenekét az iszapgyűjtőtér felé lejtősre készítjük. így a H vízmélység az L hossz mentén változik. Mivel azonban a leülepedett iszapréteg vastagsága fokozatosan növekszik, H értéke az időben is változik. A H értékének időbeli változása az öblítések gyakoriságának célszerű megválasztásával, az L hossz mentén való változása pedig kismértékű fenéklejtés alkalmazásával (az iszapgyűjtő tér által elfoglalt szakaszt figyelmen kívül hagyva) viszonylag kicsinnyé tehető. Áttérve a 2. feltételre, a v átfolyási sebesség függvénye a helynek is és az időnek is. Értéke még lamináris mozgás esetén is zérus (a fal, illetőleg a fenék mentén) és a medencében elért legnagyobb értéke között változik. Turbulens mozgás esetén a hely szerinti változáson kívül egy átlagérték körül ingadozva az időben is változik. Á változás gyakran olyan mértékű, hogy a medencének egymáshoz viszonylag közel levő pontjaiban is a v vektoroknak sem az iránya, sem a nagysága, sem pedig az értelme nem egyezik meg. A medence egyes függélyeihez tartozó sebességábrák sok esetben egymáshoz nem is hasonlóak, sőt különböző előjelű területeik is vannak. Ilyen esetekben azután a v = —^ egyenletből számított átfolyási sebességgel meghatározott L érték a valóban szükségestől számottevő mértékben eltérhet, illetőleg a már meglevő medencében a ш-nél nagyobb ülepedési sebességű szemcséknek csupán egy részét tudjuk leülepíteni. Számottevő javítást eredményezne tehát, ha az ülepítőmedencének, valamint a hozzá csatlakozó műtárgyaknak megfelelő alakításával a medence áramképét úgy tudnók módosítani, hogy az ülepítési tér egyes pontjaihoz tartozó sebességvektorok időbeli középértékének nagysága és iránya nem térne el lényegesen egymástól (a falak közelében levő aránylag vékony határrétegben fellépő nagy sebességváltozásokat természetesen leszámítva), a sebességvektorok értelme pedig minden pontban megegyező lenne. Ebben az esetben az (1) egyenlettel számított L érték, az l.ésa2. feltételek ugyanolyan mértékű kielégítettsége esetén sokkal jobban megközelítené a valóban kialakult hatásos medencehosszat. Mivel azonban olyan áramképét, amelynél a sebességvektorok az értelmen és irányon kívül nagyságra nézve is teljesen megegyeznek egymással, megvalósítani nem tudunk, az ülepedő szemcse pályája a valóságban az (1) egyenlet felírásánál feltételezett A—B

x egyenestől eltérő, görbe vonal lesz (2. ábra, A—JBj közötti folytonos vonal). A későbbiekben látni fogjuk, hogy a medence alakításával, illetőleg a hozzávezető és az elvezetőcsatorna megfelelő elhelyezésével, figyelembe véve a kismintavizsgálatok eredményeit, a 2. pontban feltételezett egyenletes sebességeloszlást bizonyos mértékig meg tudjuk közelíteni. A 3. feltétel kielégítésénél a következő nehézségek merülnek fel : A w ülepedési sebességet a kb. 0,002 mm < d

1<. 0,05 mm szemcsenagysághatárok között, bizonyos feltételekkel (a szemcse gömb alakú, végtelen, nyugvó