Hidrológiai Közlöny 1957 (37. évfolyam)

3. szám - Ivicsics Lajos: Ülepítőmedencék kismintavizsgálata

221f Hidrológiai Közlöny 37. évf. 1957. 3. sz. Ivicsics L.: Ülepítőmedencék kismintavizsgálata tén Minthogy a Froude-törvóny érvényessége esen-i tv (4) ennélfogva a kismintában alkalmazandó lebegtetett hordalékot úgy kell megválasztani, hogy w" értéke a (4) egyenlet által meghatározott legyen. A tervezett medence hordaléka általában vegyes szemcseösszetételű, ezért rendszerint minden frakciójának meg kell határozni a kismintabeli megfelelőjét. Ez legtöbbször fáradságos munkát jelent. Bizonyos esetekben kielégítő, ha a lebegtetett hordalék közepes ülepedési sebességével számolunk : Zu>iPi ... w = , (o) k 100 ahol pi az i-edik frakcióhoz tartozó súlyszázalék, ivi az i-edik frakcióhoz tartozó ülepedési sebesség. A vizsgált medencében és a kismintában mozgó hordalék viszonylagos töménységének a hasonlóság feltétele értelmében azonosnak kell lennie : c; = c

t". Olyan esetekben azonban, amikor a főkiviteli töménység (C'

t) értéke nem olyan nagy, hogy akár az ülepedési sebességet., akár pedig a medencén átfolyó víz mozgását számottevő mértékben módosítaná, az említett feltétel kielégítésétől eltekinthetünk. Sok esetben azonban a hordaléknak a (4) alapján végzendő kicsinyítése nehézségekbe ütközik. Ha a kismintában alkalmazandó hordalék méretét k egyéb szempontok által meghatározott, rendszerint 20—60 közötti értékének figyelembe vételével számítjuk ki, esetleg olyan kicsiny méretek adódnak, amelyeknél már egyéb, különben másodlagos jelenségek hatása, — amelyeknek figyelembe vételére viszont kellőképpen kidolgozott eljárásunk nincs, — már nem lesz elhanyagolhatóan kicsiny. Nagyobb valódi szemcseméret, vagy A-nak kisebb értéke esetén a kismintában alkalmazandó hordalék szemcsenagysága esetleg elég nagy lesz ahhoz, hogy a szemcsék Brown-féle mozgásának, a pelyhesedésnek stb. bekövetkeztétől tartani nem kell, azonban a megfelelő méretű hordalék előállítása sok esetben nem kis gyakorlati nehézséget jelent. A vázolt nehézségek esetén célszerűbbnek látszik a vizsgálatokat torzított kismintán végezni. Minthogy rendszerint a hordaléknak a geometriai méretek arányában való megfelelő kicsinyítése jelent akadályt, a kismintát célszerűen úgy torzíthatjuk, hogy a figyelembe veendő hordalékszemcsék ülepedési sebessége a két rendszerben azonos legyen, tehát w'

t = w". Feltételezve, hogy a hatásos medencehosszat a kismintáról a valóságra A-val való szorzás útján akarjuk átszámítani, tehát L' = kL", (6) és hogy a Froudé-szám érvényessége alapján v'^v-YT, (7) a lebegtetett hordalék ülepedési sebességé azonban nem változik, tehát u>

t = w és figyelembe véve, hogy L" = H" v"/w'

t', innen II" = H' n H" (8) (9) (10) kisminta (//' a vizsgált ülepítőmedence, vízmélységét jelöli.) A vízhozamok viszonya pedig, figyelembe véve a (7) és a (10) összefüggést : Q' Q" = k

2. (11) Hordalékos vízzel végzett kísérletek esetén a nem torzított kismintáknál alkalmazott w" — / = ——, illetőleg a torzított kismintáknál alkalmaid k zott w\ =>. w'

t' egyenlőségek kielégítésénél figyelembe kell venni azonban azt körülményt, hogy a valóságban — tekintve, hogy a vertikális sebességingadozás hatására a d'-höz tartozó, nyugvó víz feltételezésével számított w' csökken — w' — w'

x = = tv't ülepedési sebesség érvényesül (lásd az 1. ábrát). Ha például a torzított kismintában ugyanazzal a szemcseátmérővel jellemzett anyagot használjuk, mint amellyel a valóságban koll számolnunk,' akkor, mert a v'-nek v" felel meg, amelyhez viszont más, w'' sebességcsökkenés tartozik, a kismintabeli valóságos ülepedési. sebesség (w") nem lesz egyenlő a vizsgált medence ülepedési sebességével \w'

t), tehát (12) v" (13) illetőleg minthogy illetőleg és w + w

t - w/ W

( = w w 1' w. w - tv. W! =h w, (14) A w'

t = w" feltétel kielégítése céljából ismernünk kell, hogy a különböző méretű hordalékszemcsék nyugvó vízben érvényesülő ülepedési sebessége a medencén v sebességgel átfolyó turbulens mozgású víz hatására milyen mértékben változik meg. Az ülepedési sebességnek turbulens vízmozgás hatására történő csökkenését a szerző