Hidrológiai Közlöny 1954 (34. évfolyam)
11-12. szám - Muszakalay László–Vágás István: Ülepítőmedencék áramlástani hatásfokának megállapítása
Muszkalay—Vágás: Ülepítőmedencék hatásfoka Hidrológiai Közlöny 34. évf. 1954. 11—12. sz. 1/69 határsebességek meghatározhatók. Ülepítőmedence tervezésénél első feladatunk éppen az, hogy megadjuk a megengedhető legnagyobb és legkisebb sebességet. A két határ közötti sebességértékek tartományát nevezzük méretezési tartománynak. A legelőnyösebb az volna, ha az ülepítőmedencében fellépő sebességek nagysága a méretezési tartományon belül maradna. Ebben az esetben áramlástani követelményeink maradéktalanul teljesültek, tehát a hatásfok, hacsak a sebességeloszlást vesszük figyelembe, 100 %-os. Ila azonban vannak az ülepítőmedencének olyan pontjai, ahol a sebességek a méretezési tartományon kívül, esnek, már nem mondhatjuk, hogy a medence teljes hatásfokkal működik. Ebből az következik, hogy a hatásfokot két térfogat arányaként célszerű értelmezni. A méretezési tartomány sebességállapotával rendelkező pontok összességét viszonyítva a teljes medenceürtartalomhoz, megkapjuk az áramlástani hatásfok értékét. V% = V rn V •100 (13) hozameloszlás folytonos függvénnyel jellemezhető: Qb V a_ b = jt(Q).dQ (15) Qa Az összegezést zérus vízhozamtól a teljes Q vízhozamig végezve meg kell kapnunk az ülepítőmedence vízszállításban résztvevő térfogatát. V t= ft (Q).dQ (16) Ha az összes pont mindenkori sebességállapotát ismernénk, akkor kiszámíthatnánk a V m értékét. Tervezésnél nem szoktuk a vízhozam idők folyamán előálló változásait figyelembe venni. Sebességméréseket viszont nem tudunk kellő pontossággal végezni, egyébként is nehéz volna olyan sok helyen sebességet mérni, hogy a medence minden pontjára általánosíthatnánk adatainkat. Az átfolyási görbe azonban a méretezési térfogat kiszámítására vonatkozóan is útmutatást ad. Az áramlástani hatásfok mérési módja Az előzőkben bemutatott összefüggés (13) a hatásfokmérést térfogatmérésre vezette vissza. A térfogatmérésnél elemi méretekből indulunk ki, ezután összegezzük az elemi hatásokat. A hatásfok megállapítása szempontjából számunkra a méretezési térfogat fontos. Ki kell számítanunk a méretezési tartomány alsó és felső határsebességéből (v a s és Vf,), továbbá a medence hoszszából (s) a / __£. i>a? — i Vat illetve V/s átfolyási időértékeket, ezeket az átfolyási görbére felvetítve, a metszéspontokhoz a koncentrációval arányos vízhozamértékeket leolvasva (Q a s és Q f,), integrálásunkat ezek közt a határok közt kell végrehajtanunk. A méretezési térfogat tehát: Qas V m = J't(Q)-dQ % a hatásfok pedig : Qa, f t(Q)-dQ Vm Qf, V = = ^ (17) (18) képletből számítható. Minthogy a felírt (17.) integrál a grafikusan ábrázolt függvénygörbe által bezárt területtel arányos, a hatásfokmérés visszavezethető az átfolyási görbén végzett területmérésre. (16. ábra.) Válasszuk ki az i-vel jelzett elemi hasábot. Vízhozama A Qi. Az átáramlás folyamán ti ideig tartózkodnak a vízrészecskék ebben a hasábban, így az elemi hasáb térfogata: (15. ábra.) AV i = t í'AQ i. (14) Tetszőleges számú vizsgált hasáb térfogata pedig, ha a medencében a sebesség és ezzel a vízBelátható, hogy meredekebb átfolyási görbe ugyanazon méretezési tartomány mellett nagyobb hasznos teret, ezáltal jobb hatásfokot eredményez, mint a laposabb. Ez természetes is, hiszen jobb az olyan ülepítőmedence, ahol kiegyenlítettebb határok közt változik a sebesség, mint az olyan, ahol nagyok a szélsőségek.
