Hidrológiai Közlöny 1956 (36. évfolyam)
5-6. szám - Muszkalay László–Vágás István: Átfolyási vizsgálatok egyszintű ülepítőmedencékben
376 Hidrológiai Közlöny 36. évi'. 1956. 5. sz. Muszkalay L.—Vágás I.: Egyszintű ülepítőmedencék vizsgálata összefüggés is olyan görbével ábrázolható, amely a c = c(t) összefüggést ábrázoló görbétől ismét csak függőleges léptékében különbözik. Ez az átfolyási görbe által ábrázolt harmadik, vizsgálatunk számára a legfontosabb összefüggés. A 7. egyenlettel értelmezett átfolyási görbe, a koordinátatengelyek, továbbá a Q — Q e vízszintes egyenes a Vt térfogattal arányos területet zár be (1. ábra). Ez a térfogat magában foglalja a medencének mindazon pontjait, amelyekben vízszállító mozgás van. A holtterek, a lassú átfolyású- és az örvényes terek nincsenek benne. IIa a Vt térfogattal arányos ábraterületet Qe, magasságú, azonos területű téglalappal helyettesítjük, ennek a téglalapnak az alapja t a. A ta idő az átlagos átfolyási idő, amely a medence hosszában és szélességében kiegyenlített sebességű víz átfolyásához volna szükséges akkor, ha ennek hozama és az átfolyt térség köbtartalma megegyeznék a valóságos állapottal. Amennyiben nem volnának sem holtterek, sem lassú átfolyású terek. Q e vízhozamnak nem t„, hanem ennél hosszabb, tsz időre volna szüksége, hogy kiegyenlített sebességgel átfolyjék a V térfogatú medencén. Az Vt ta tsz Vt V (8) hányados, a medence első áramlástani hatásfoka, tehát kifejezi, hogy a medence térfogatának hányad részében van vízszállítás. Az áramlásban résztvevő vízrészecskéknek csak egy része mozog az ülepítés számára hasznos sebességgel. Felső határ a v/„ alsó határ a Vas sebesség. A medence, hosszát (L), ismerve, a határsebességekhez számíthatjuk az átfolyási idő szélső értékeit : <»= L 77•/« (9) t as — Vis L V„ s 1 a, (c,D) Átfolyási görbe: C(t)....e/sö összefüggés Olt) ... második -»Olt).... harmadik -»t(ű).... inverz -»í/s lo lsz ías Ln t 1. ábra. A háromfajta áramlástani hatásfok értelmezése. az átfolyási görbe alapján. <t>ue. 1. McmojibKoeamie Hü/J mpex pa3AUHHbix deujicemiü nomoKa Ha OCHOBÜHUU Kpueoü npometcaHUH Fig. 1. Interpretation of three kinds of hydraulic efficiency on the basis of the flow diagram. A tf .s és tas időabszcisszákhoz tartozó Q fs és Qas vízhozamordináták vízszintesei, az átfolyási görbe, továbbá a függőleges tengely által bezárt terület a Vm hasznos térfogattal arányos (1. ábra). Az V m Vv V ;IO) hányados a medence második áramlástani hatásfoka. Számértéke megmutatja, hogy a medence teljes térfogatának hányad részében hasznos az ülepítés számára a sebességállapot. Az Qas Qfs Qrn ... hányados a medence harmadik áramlástani hatásfoka. Kbből megállapíthatjuk azt, hogy a vízhozam hányad része halad át a medencén a megengedett sebességi határok között. A megvizsgált változatok jellemzésére mind a három hatásfokot felhasználtuk. Kísérleteink a legkedvezőbb inedencctípus kiválasztására Kísérletünk 1. változatául megépítettünk egy régi típusú, szabványos medencét (2/a ábra). A régebbi típusú vízszintes átfolyású ülepítőmedencék hozzávezető és elvezető eleme egyaránt a bukóvályú volt. Elosztó elemet ezeknél a medencéknél nem építettek, bár az esetleg mélyebbre lebocsátott merülőfalak a víz terelésében kétségtelenül résztvettek. Az általunk vizsgált esetben, — hibás, bár olykor használatos változat lévén — a bukóvályú a hozzávezető csövön érkező vizet nem osztotta szét egyenletesen (1. kép). A medence közepén sokkal több víz folyt, mint a szélein. A merülőfalak, amelyek egyébként az uszadék visszatartására szolgálnak, a medence aljára kényszerítették az áramló vizet (2/a ábra). A víz ennek következtében nagy sebességgel, meglehetősen rövid időn belül hatolt keresztül a medence alsó terén, miközben a felszín közelében visszaáramlásokat tapasztaltunk. Áramlástani rövidzárlat keletkezett, ami a medence hibás kialakítása miatt nem volt meglepő. A hozzávezető cső kitorkolása előtt elhelyezett terelöfal alkalmazásával (2jb ábra) az előzőnél — vízszintes értelemben — sokkal egyenletesebb szétosztást értünk el. A tömör merülőfalak rövidzárlatot keltő hatását azonban ez a beavatkozás nem csökkentette. A rövidzárlat az 1. változaton nagykiterjedésű összefüggő holtteret és a megengedettnél jóval nagyobb sebességeket eredményezett. Az átfolyási görbe a nagy sebességek miatt a függőleges tengely közelében helyezkedett el (3ja ábra). Az ábrán vonalkázással kiemelt kis terület szemlélteti, hogy az áramlás a medencének milyen kis részét használja ki. Az ülepítés számára hasznos sebességek alig érvényesültek. A vízhozamnak csak kis töredéke folyt át az ülepítés számára kedvező sebességgel.
