Hidrológiai Közlöny 1954 (34. évfolyam)
11-12. szám - Muszakalay László–Vágás István: Ülepítőmedencék áramlástani hatásfokának megállapítása
If61i Hidrológiai Közlöny 34. évf. 1954. 11—12. sz. Muszkalay—Vágás: Ülepítőmedencék hatásfoka sem változtattuk. Ennek ellenére, mint az 5. ábráról láthatjuk, nem kaptunk egybevágó átfolyási hullámokat. A jelenség magyarázatát csak a jelző folyadék anyagi sajátságainak vizsgálata után tudtuk megadni. 5. ábra Az ismétlések másik csoportjánál az adagolási időt változtattuk. A 6. ábráról megállapíthatjuk, hogy az átfolyási hullámot jellemző időértékek az adagolási idő növelésével egyre inkább eltolódnak. Ezért az adagolási idő hatásának megállapítása is szükségessé vált. 6. ábra Először a jelző folyadék hibájának megállapítására és megszüntetésére törekedtünk. Vizsgálatainkat festett sóoldattal végeztük. Azt tapasztaltuk, hogy az elég nagy fajsúlyú sóoldat legnagyobb része rögtön az elosztó részek után leülepszik, megváltozik az áramkép, mivel a víz csak a leülepedett sóoldat felett áramlik. Az áramlási sebességek a szelvénycsökkenés következtében megnövekednek. Az első sónyomok tehát hamarabb jelennek meg a mintavevőben, mint az áramlás megzavarása nélküli esetben. A leülepedett sóoldat azonban lassan diffundálni kezd és ezzel jóval a tényleges átáramlási idő után is szállít még sót, ami az átfolyási hullám végét igen erősen elnyújtja. Homokfogók kismintájánál a viszonylag elég nagy sebesség mellett ez a hatás nem zavaró ; közepes sebességek mellett (2—3 cm/sec a kismintában) már érezhető, és 1 cm/sec sebesség esetében már teljesen leülepszik a sóoldat és az elfolyásnál már nem mutatható ki. A lényegesen kisebb fajsúlyú LiCl jelzőanyag alkalmazásával esetleg csökkenteni lehetne ezeket a hibákat, mi azonban inkább olyan jelzőanyagot kerestünk, amelynek a fajsúlya tömény állapotban is közel áll a víz fajsúlyához. Több anyag megvizsgálása után a metilénkéket találtuk legalkalmasabbnak. Tömény oldata sem változtatja helyét állóvízben. Igen intenzíven fest és savas közegben koncentrációja hipermangán segítségével meghatározható. A titrálásnál természetesen gondoskodni kell a mérési körülmények állandósításáról, hogy összehasonlítható adatokat kaphassunk. A 3. ábra utolsó három átfolyási hullámát már metilénkék jelzooldattal vettük fel. Az átfolyási hullámok elnyúlásának csökkenése szembetűnő. Ezután a beadagolási idő változásának a hatását vizsgáltuk meg. A kísérletek megmutatták, hogy a medence hozzáfolyási részében az adagolás után a jelzőoldat legnagyobb része megrekedt,, majd fokozatosan kiürült a festékkel telt tér. Ebből láthatjuk, hogy az adagolási idő tőlünk függetlenül megváltozott és ez okozta az 5. ábrán látható változásokat. A változás annál nagyobb volt, minél kisebb volt a beadagolási idő és minél nagyobb volt a tőlünk független utólagos adagolás. Tehát a beadagolási időt úgy kellett megválasztanunk, hogy az utólagos adagolás ideje már elhanyagolható legyen. A 6. ábrán feltüntetett értékek azonban arra figyelmeztettek, hogy hosszú adagolás esetén a (2) képlet nem lehet helyes r mivel száz százaléknál nagyobb hatásfokot eredményez, és a (3) képlet is vizsgálatra szorul. A (3) képlet részletes vizsgálata a következő eredményre vezetett : a) A (3) képlettel való számítás az áramlás sebességelosztását mindaddig nem veszi figyelembe, amíg a fmax-hoz tartozó t 0 és i> mj n-hoz tartozó t n átfolyási idek különbsége nagyobb, mint a T beadagolási idő. b) Változatlan sebességeloszlás esetében is csökken a hatásfok a T csökkenésével, ha t n—1 0> >T. A görbék alakváltozásának, a koncentrációkikapcsolódásának és a koncentrációviszonyoknak a beadagolási időtől való függése arra a következtetésre vezetett, hogy az átfolyási hullám hasonló a késleltetett esők vízgyííjtőkarakterisztikájához, azaz a Q = oc±?JF (4> egyenlethez hasonló összefüggést kapunk [7], ahol Fi = f (ti) (5) vagyis a bekapcsolódó terület az idő függvénye. A (4) és (5) képletben Q = csapadékvízhozam, a = lefolyási tényező, h = csapadékmagasság, ^ T = az eső időtartama, Fi = ti időpontig vízgyűjtésbe kapcsolódott felület, F = teljes vízgyűjtőterület. Feltevésünk igazolására vizsgáljuk meg a beadagolás helyéről egyidőben indult vízrészecskék megérkezésének szabályszerűségét a mintavétel szelvényéhez. A 7. ábrán vízszintes elemi sávokra osztottuk a medencét, amelyeken belül a sebességeloszlás már nem érezteti hatását. Ismerve a sávok vm középsebességét, melyet a hossz mentén is állandónak veszünk, és ismerve a szelvény területét, számíthatjuk a sávok Qj vízhozamát és azok vízszállításba kapcsolódásának í,- idejét. Ha a jelző
