Hidrológiai Közlöny 1957 (37. évfolyam)

4. szám - Vágás István: Átfolyási vizsgálatok kétszintű ülepítőmedencékben

358 Hidrológiai Közlöny 37. évf. 1957. 4. sz. Vágás J.: Kétszintű ülepítő vizsgálata Kísérleti változataink leírása Kísérleti változataink mindegyikénél köralakú csőszelvényen vezettük a vizet a medence előterébe. Az egyes változatok az előtér alakjában, a víznek az előtérből az ülepitőtérbe vezetési módjában, továbbá a vízelosztó és a terelőberendezések megoldásában különböztek egymástól. A medencéből mindig túlfolyóélen távozott a víz. Az uszadék visszatartására kis mélységbe eresztett merülőfal szolgált (1. ábra). Az 1. változat előterének keresztmetszete az ülepítőtérhez hasonlóan két háromszögből összetett W alakot mutatott. Az előtérben a víz aknaszerű beömlő részből oldalsó merülőfalak alatt folyt át a kétoldali nagyobb kamrákba, ezekből pedig fekvő téglalap alakú nyílásokon át áramlott az ülepítőtérbe (la ábra). A 2. változat az 1. változathoz hasonlított, azzal a különbséggel, hogy az előtérből a víz lapos ékalakú nyíláson jutott az ülepítőtérbe. A nyílások ékalakját a medence háromszögszelvénye indokolta. A nyílásokat, az 1. változattal ellentétben, a vízszin vonalához közelebb, magasabban helyeztük el. A magas elhelyezés célja az volt, hogy a medencébe áramló víz elsősorban a medence felső, négyszögszelvényű részébe jusson, és csak kisebb része kerüljön a háromszögszelvényű térségbe (16 ábra). A 3. változatnál a beömlő akna elmaradt, s a vizet két sorban elhelyezett ,,T" alakú csöveken keresztül vezettük az előtérből az ülepítőrtérbe (lc ábra). A 4. változat előtere vízszintes alkotójú konfuzortest volt. Az előtérből csöveken került a víz az ülepítőtérbe. A csövek torkolata elé homorú oldalukkal a vízáramlásnak szembefordított gömbsüvegeket illesztettünk (1 d ábra). Az 5. változat előterében — Stengel elrendezéséhez hasonlóan [5] — vízszintes tengelyű hengerfelületeket helyeztünk el. Ezekről körszelvényű csöveken át folyt a víz az ülepítőtérbe. A csövek torkolata elé gömbsüveg alakú csillapítóelemeket helyeztünk, hasonlóan a 4. változathoz (le ábra). Az első két változat régebbi típusú elrendezés volt. A további három változat a vízhozzávezetés és vízterelés korszerű megoldásait tükrözte. Kísérleteink a régebbi típusú medencékben Az egyszintű ülepítőkben végzett méréseink azt mutatták, hogy a régebbi típusú medencék áramlástani szempontból általában hátrányosak [4]. Most is számítottunk tehát arra, hogy az 1. és 2. változatnál áramlástani rövidzárlat keletkezik majd. Az elvégzett mérések nem igazolták aggodalmunkat. Áramlástani rövidzárlatot nem tapasztaltunk, és a holtterek kiterjedése nem haladta meg az egyszintű ülepítőknél legjobbnak talált változatok holttereit. A két változat hátránya a meglehetősen egyenetlen sebességeloszlás volt. A víz főként az ülepítőtér közepe felett áramlott nagy sebességgel, másutt lassabban haladt. Az előtér, nagy kiterjedése miatt, túl hosszú tartózkodásra kényszerítette az áramló vizet. A téglalap alakú átfolyó nyílásokról felülnézetben meglehetett állapítani, hogy a medence közepetáján több vizet bocsátanak be, mint a szélein. Az ékalakú nyíláskiképzés a vízelosztást valamivel egyenletesebbé tette. Az átfolyási görhe az 1. változatnál 13,6% a 2. változatnál 17,5% holtteret mutatott ki (r/i = = 86,4%, illetve 82,5%). Az 1. változat átfolyási görbéje elnyultabb volt, mint a 2. változaté. Ezért rjv értéke az 1. változatnál 42,1%-nak, a 2. változatnál pedig 49,9%-nak adódott. Ugyanekkor rjQ értéke az 1. változatnál 41,1%, a 2. változatnál 50,0% volt (2a és 2b ábra). Kísérleteink a medence korszerű kialakításai mellett Hazai és külföldi tapasztalatok tanúsága szerint a korszerű vízhozzávezetési és vízterelési módok közül a Geiger-féle ,,T"-csöves, valamint a Stengel-féle gömbsüveges elrendezésektől várhattuk a legkedvezőbb áramlástani tulajdonságokat. Először a vízhozzávezetés Geiger-féle megoldását építettük meg, és a ,,T" csöveket egy sorban helyeztük el. Eredményeink azonban már az áramképmegfigyelés során olyan kedvezőtlenek voltak, hogy a 3. változatot átépítettük, s a ,,T" csöveket végül is két sorban helyeztük el (lc ábra). Az egysoros vízhozzávezetés ki nem elégítő működésének az volt az oka, hogy a szélső csővégekből oldalt kiáramló víz az ülepítőtér ferde falába ütközött, onnan visszaverődött, és felfelé kényszerült áramlani. Amikor viszont a hozzávezető csöveket olyan magasra helyeztük, hogy a belőlük kifolyó víz már nem érintette a ferde falakat, a medence aljába nem jutott elég víz. Ezért kellett a felső csősoron kívül még a medence alsó részébe is ,,T" csöveket építenünk. A 3. változat áramképe valamivel kedvezőbb volt az első két változat áramképénél. Az átfolyási sebességek kiegyenlítettekké váltak, s a holtterek kiterjedése is 3,3%-ra csökkent (rjt = 96,7%). Ezt a javulást azonban ellensúlyozta az, hogy bonyolult vízhozzávezetési rendszert kellett alkalmaznunk. Az átfolyási görbe nagyjából ugyanolyan hosszan elnyúlt, mint az előzőkben (2c ábra) rjv 50,1%-nak adódott, míg TJQ 51,6%-nak. A 3. változat vizsgálatának eredményei azt igazolják, hogy minden fajta vízelosztó és terelőberendezéssel a medence egyéni sajátosságaihoz kell alkalmazkodnunk. Amelyik elrendezés kiválónak bizonyult az egyik fajta medencealakzatnál, vagy vízhozamnál, lehetséges, hogy másfajta medencénél hátrányos áramképét eredményez. Ez a körülmény nagy jelentőséget kölcsönöz a kismintakísérleteknek, mert addig is, amíg a különböző medencealakok és vízhozzávezetési megoldások hatását nem ismerjük, a gyakorlati tapasztalat könnyen rácáfolhat az eléggé körül nem tekintő tervezésre.