Hidrológiai Közlöny 1957 (37. évfolyam)
4. szám - Vágás István: Átfolyási vizsgálatok kétszintű ülepítőmedencékben
Vágás J.: Kétszintű ülepítő vizsgálata Hidrológiai Közlöny 37. évf. 1957. 4. sz. 359 Oldolnezel 3. ábra. A víz áramlása az 5. változat szerinti előtérben. Abb. 3. Sirömungsbild im Vorhof der Variante 5. Fig. 3. Flow pattern in the forebay of alternative No. 5. A 4. változatban az áramképjavítást egyszerű berendezés alkalmazásával igyekeztünk elérni. Az előteret az 1 d ábrán látható módon, vízszintes tengelyű hengerfelületekből állítottuk össze. Csillapítóelemül a Stengel által használt gömbsüvegek szolgáltak. A medencében kialakult áramképet az jellemezte, hogy a medence hosszának egyharmadáig nagyjában egyenletes volt a sebességeloszlás. Innen kezdve főként a medence alján alakult ki sebesebi) vízmozgás. Az átfolyási görbe nem sokban különbözött az előzőktől. A holtterek térfogata a medence térfogatának 1,8%-a volt (rj t = 98,2%). így a 4. változatban tapasztaltuk a legkevesebb holtteret a kísérlet folyamán. A többi hatásfok már nem volt ennyire kedvező: rjv — 53,1%, és ^«2 = 51,6%. Az 5. változatnak az előterét is, csillapítóelemeit is lényegileg a Stengel-féle elrendezés szerint építettük meg. Az előtér vízszintes alkotójú hengererfeliiletekből állott. A víz a hozzávezető csövön az előtérbe áramolva a felső hengerfelület homorú oldalára jutott. Itt előbb oldalt szétáramlott (3a ábra), majd — egyenletesen szétoszolva a medence szélességében —- az alsó terelő hengerfelületre folyt le (36 ábra). Ez a felület irányította azután a vízmozgást az ülepítőtérhez vezető csövek felé, amelyeknek kitorkollása előtt még gömbsüveg alakú csillapítóelemek tették a vízelosztást tökéletessé. Az előtérben biztosított kedvező vízterelés hatása a medence ülepítőterében is megmutatkozott : a hosszméret egyharmadáig egyenletes volt a sebességeloszlás. Ettől kezdődően érződött az oldal és fenékfalak sebességcsökkentő hatása. Az átfolyási görbe az 5. változat esetében sokkal meredekebbnek adódott, mint ahogy azt az első négy változatnál tapasztaltuk. A holtterek 6,4%-ra növekedtek (-,q t = 93,6%). Ezt a növekedést a gömbsüvegek mögötti áramlási árnyékkúpok okozták, tehát áramlástanilag nem volt hátrányos a holtterek kismértékű megnövekedése. A kiegyenlített sebességeloszlás hatása, hogy rjv = 83,9% és t)q = 78,6% (2e ábra). Az 5. változat áramképe — három áramlástani hatásfokának egyaránt nagy értéke miatt — vitathatatlanul kedvezőbb, mint a többi változaté. Ezért megépítése és működtetése célszerűnek látszik. Mintbogy azonban előtérkiképzésc bonyolultabb, és a régebbi típusú változatok is elég jól működtek, kisebb jelentőségű műtárgyaknál ezeknek az utóbbiaknak az alkalmazása is gazdaságos lehet. A 3. és 4. változatok, áramképeiket tekintve, inkább a régebbi típusú változatokhoz állnak közel. Bonyolultabb előtérkiképzésük, a kis hatásfoknövekedéssel szemben, mellőzésüket teszi indokolttá. Az átfolyási görbe elméletének kiterjesztése különböző hosszúságú vízfolyásokra Ha valamilyen prizmatikus medrű, permanens, állandó sebességű, lamináris mozgásállapotú vízfolyás tetszőleges, A jelű szelvényébe jelzőoldatot adagolunk, (vagyis t — 0 időponttól kezdődően az A jelű szelvényen csak állandó töménységű jelzett vizet bocsátunk keresztül), és az A jelű szelvénytől Sj távolságban felvett 1. sz. szelvényben meghatározzuk a jelzett vízhozam időbeli változását kifejező átfolyási görbét, bármely más, az A jelű szelvénytől s 2, s 3.. .s m távolságú, 2, 3. . . m sorszámú szelvényekre vonatkozóan az átfolyási görbéket közvetlen mérés helyett számítás vagy szerkesztés segítségével is előállíthatjuk. Nevezzük az ülepítőmedence áramlási terének tisztán a falsúrlódásoktól befolyásolt szakaszát zavarmentes medenceszakasznak. Az előzők értelmében a zavarmentes medenceszakasz egy szelvényében ismert átfolyási görbe felhasználásával a zavarmentes kc^i bármely szelvényében meghatározhatjuk az átfolyási görbét. Legyen az <Sj hosszúságú zavarmentes medenceszakaszra vonatkozó átfolyási görbe a megfelelő mérések elvégzése után számszerű, vagy grafikus alakban ismert. Egyenlete : Qx = Qi(<) (i) Tegyük fel, hogy a tervezés során a medence hosszát valamilyen okból meg kell változtatnunk, de a megváltoztatott hosszon áramlástani mérést nem tudunk, vagy nem akarunk végezni. Ha a zavarmentes medenceszakasz hossza a változtatás után s 2, a rá vonatkozó — egyelőre ismeretlen — átfolyási görbe egyenlete : Q 2 = Q 2 (t) (2) A jelzett víz A szelvényben való adagolásának megindításától eltelt t n idő múlva az 1. sz. szelvényben (tn) jelzett vízhozam mérhető ; t i 2 idő múlva pedig a 2. sz. szelvényben Q 2 (tn). Állítjuk, hogy Q, (£ ; i) akkor egyenlő Q 2 (í í 2)-vel, ha tehát (3) (4)
