Hidrológiai Közlöny 1966 (46. évfolyam)
11. szám - Horváth Imre: Függőleges tengelyű mechanikus felületi levegőztetőberendezésekkel végzett oxigénfelvételi vizsgálatok
500 Hidrológiai Közlöny 1966. 11. sz. Horváth I.: Oxigénfelvételi vizsga,latok OC értókét), csupán a hu növelésével nem biztos, hogy célt érünk. A bemerülést, és a fordulatszámot egymásnak megfelelően kell változtatni, mivel minden hk értéknek van egy optimális n megfelelője. 4. A fentiek valószínűleg azzal a hidrodinamikai jelenséggel magyarázhatók, hogy adott rotor esetében adott fordulatszámnál van olyan bemerülési érték, amelynél a rotor felső szintjét még éppen nem borítja víz. Ilyenkor a rotor nagy légbeszívó képességgel rendelkezik. A /u- további növelésével a rotort fokozatosan elborítja a víz, mikoris a légbeszívás erősen lecsökken. Ilv módon a kialakuló vízfelszín jelentős szerepet játszik. Megemlítjük, hogy a rotor körül kialakuló jellegzetes folyadékgyűrűt a szakirodalomban gyakran „örvénykoronának" vagy (nem egészen helyes szóhasználattal) vízugrásnak nevezik. 5. A h vízoszlopmagasságnak az oxigónbevitelre gyakorolt hatásáról megállapítható, hogv a Ki/a=f{h) kapcsolat szintén maximummal rendelkezik. A Simcar-rendszerű levegőztető berendezés vizsgálata esetén viszonylag szabályos görbe adódott, és a Ki,a maximuma h = 0,0 m-nél mérhető (6/d ábra). A többi vizsgálatainknál nem ilyen határozott e tendencia. 6. Az 5. pontban tett megállapítás ismét hidraulikai okokra vezethető vissza. Ugyanis a medence fő méretei: a vízmélység és szélesség és általában a medence geometriai térkialakítása az áramlási viszonyokat alapvetően befolyásolja. A medence alakjától is függ, hogy az áramlás zömében radiális, vagy körcirkulációs, illetőleg a két állapot között átmeneti jellegű. 7. Korábbi —- a forgókefés és a légbefúvásos levegőztető medencék hidraulikai és oxigénfelvételi viszonyainak vizsgálatánál tett — megállapításunkat, miszerint az oxigénfelvétel sebességét a medence geometriai kiképzése is befolyásolja, ezúttal is alátámasztottuk. Általánosságban kimondható, hogy nem helyes a Kj.a (ill. az OC) értékeket adott levegőztető szerkezethez (rotorokhoz, légbefúvórácsokhoz stb.) hozzárendelni (ill. táblázatosan megadni), hiszen az alkalmazott levegőztetőmedence is — a kialakuló áramképpel — jelentős hatást gyakorolhat azokra. Más szóval: a levegőztetőszerkezet, az áramló közeg és a határfelületet jelentő medence dinamikus egységet képez és együttesen határozzák meg az oxigénfelvétel sebességét. 8. A 6—^9. ábrák alapján összehasonlítást tehetünk a vizsgált négy levegőztetőrendszer között oxigénfelvételi szempontból. Megállapítható, hogy a legnagyobb oxigénfelvételi sebességet a lapos és az újtípusú rotor biztosítja, azonos üzemi paraméterek esetén. Meglepő, hogy a viszonylag egyszerű kialakítású lapos rotor is magas Kia értéket eredményez, azonban a kialakuló áramlási viszonyok — a többi rotorral összehasonlítva — lényegesen kedvezőtlenebbek. 9. A 8. pontban tett megállapításból következik, hogy nem elegendő az. ha a rotor magas oxigénbevitelt biztosít, mivel ugyanakkor nem biztos, hogy az áramlási viszonyok is kielégítőek. Ez egyébként közismert tény általában minden levegőztető rendszernél. Azonban úgy véljük, hogy függőleges tengelyű mechanikus felületi levegőztetők esetében e megállapítás még jelentősebb lehet. Adott esetnek megfelelően kell megtervezni, illetve kiválasztani azt a rotortípust, amely a szükséges hidraulikai, oxigénfelvételi viszonyokat biztosítja. A fenti meggondolások alapján világos, hogy pl. felszíni vízfolyások levegőztetése esetében a lapos rotor adott esetben kiválóan alkalmas lehet. 10. A korrelációszámítás eredményeként adódó (4) és (5) összefüggések alapján megállapítható, hogy a vizsgált oxigénfelvételi fogvamatot a Frovde-s'/Ám csak kismértékben befolyásolja. Egyébként az egyes üzemi paramétereknek és fizikai változóknak a hatása az (5) összefüggésből kiolvasható. 6. Energetikai vizsgálatok Amint a 3. pontban említettük, elektromos wattmérővel energiafelvételi méréseket végeztünk az egyes rotorokkal a gazdaságossági összehasonlíthatóság érdekében. A mérési adatokat az oxigénfelvételi vizsgálatokkal teljesen analóg módon dolgoztuk fel. Ezért ennek részletezésétől eltekintünk és csupán a főbb lépéseket és a levonható következtetéseket ismertetjük. Dimenzióanalitikai és hasonlóság-elméleti meggondolások alapján a vizsgált energiafelvételi folyamat minőségi elemzésével megállapítható, hogy a jelenséget leíró általános összefüggés: N=Uh k, d k, h, d, n, q, y, v). (6) A dimenziós változókról a dimenzió nélküli változókra áttérve -figyelembe véve, hogy a dimenziómátrix rendszáma három az alábbi dimenzió nélküli összefüggéshez jutunk: A íít n 2d k nd' i \ dhi*Q ~ U\d k' d k' d k' g ' v ) A dimenziómentes változók között hatványszorzat alakú összefüggést feltételezve (és a d modellméret hatásának vizsgálatától eltekintve): (7) E = const L\L\ Fr'Rc 1. (8a) (8b) A (8/a b) egyenletekben szereplő hatványkitevőket és a const. értékét a mérési adatok alapján korrelációszámítással határoztuk meg. A mért energia felvételt az OC értékekre vonatkoztattuk, és így az oxigénfelvétel gazdaságosságáról kapunk jó tájékoztatást. Az 0C/N hányadosokat a 10 /.'?. ábrák szemléltetik. Az adatok korrelatív feldolgozásának eredményeképpen az dp) : ío 0,4052 Í L , 0-7799/ L \—0,2701/ 2 / , 1-21.15/„ ,2. *) i.;:I r;i I-K,,, hatványszorzat alakú dimenzió nélküli összefüggést kaptuk, amiből 0-7799 ^4.0871 „ 0-9782 ,,1,2135 N = 6,499 • 10 3•f/ ^0,2701 . ,,0.4052 (10)
