Hidrológiai Közlöny 1987 (67. évfolyam)

2-3. szám - Neumann László: A mammutszivattyú

NEUMANN L.: A mammutszivattyú 85 A mammutszivattyú Neumann László 1122 Budapest, Városmajor u. 52. Kivonat: A tanulmány célja olyan elmélet kidolgozása a mammutszivattyúkra, mellyel új berendezések méretezése vagy meglévő, üzemelő berendezések ellenőrzése elvégezhető. Evégből a tanulmány a mammutszivattyú üzemi viszonyait vizsgálja ideális folyadék, valóságos folyadék ós zagy szállítása esetén. Megállapítja az összefüggéseket a szállított folyadókinennyisóg, a bekevert levegőmennyiség, az emelési magasság továbbá a nyomások, sebességek ós a súrlódási veszteségek között, adott csőátmérő és bemerülósi mélység esetén. Ezek ismeretében meghatározza a berendezés hatásfokát, az üzemi munkapontot ós a folyadókmennyiség-levegőinennyisóg jelleggörbét. A méretezés vagy üzemellenőrzés gyakorlati számításait célszerűen számítógépen lehet elvégezni. Kulcsszavak: ideális folyadék szállítása, valóságos folyadék szállítása, zagy szállítása, levegőszüksóglet, jelleggörbe 1. Bevezetés A különböző víz- vagy szennyvíztisztítási technológiáknál igényként merül fel a rendszerben keletkező iszap, homok vagy más üledék víz alatti gyűjtőtérből való kiemelése. E feladatok megoldására az alábbi kedvező tulajdonságai alapján gyakran mammutszivaityút (más nevén: légnyomásos vízemelőt) alkalmaznak. E szivattyú előnyei: — Egyszerű szerkezet. Víz- vagy zagyszállító és sűrített levegős csővezetékből, valamint a levegőbekeverő fejből áll. A levegő vezetékhez csatlakozik még a légsűrítő. — Darabos, koptató hatású, dugulást okozó anyagokra érzéketlen és ezért üzembiztonsága nagyfokú. Hátrányos tulajdonságai: — rosszabb hatásfokkal dolgoznak, mint a turbinaszivattyúk vagy a dugattyús szivattyúk; — kis vízmélységből csak korlátozott emelőmagasságra tudnak szállítani. Fenti tulajdonságai miatt a mammutszivattyút az ipar más területein (bányászat, cukorgyártás, élelmiszeripar, vegyipar) is alkalmazzák. E széles körű felhasználási lehetőség mellett a mammutszivattyúnak kevés irodalma van. Ezek általában tiszta víz szállításával foglalkoznak. Legnagyobb részük a mammutszivattyú működési, üzemi viszonyainak fizikai alapjaival nem foglalkozik. Méretezési módszereikben sok a tapasztalati elem. Ilyen előzmények után a tanulmány célul tűzte ki a mammutszivattyú fizikai viszonyainak részletes felderítését, valamint a vízen túl zagyra való kiterjesztését is. És végül olyan méretezési és üzemellenőrzési módszer kialakítását, mely gépi számítástechnikai eszközök felhasználásával, gyorsan pontos eredményeket ad. 2. Üzemi viszonyok ideális folyadék esetén A mammutszivattyú fő működő része a szállítócső. Ebben áramlik a kiemelkedő folyadék a bekevert levegővel hígított állapotában. A szállítócső alján van a beömlési torok és a légbekeverő fej. A szállítócső beömlési torkába a szállítandó folyadékot a csövön kívüli folyadék nyomása kényszeríti be. A Bernoitlli-egyenld állandósult üzemi viszonyok között a vízfelszín és a beömlési torok egy-egy pontjára vonatkoztatva: •v

2+ Q -g -h+p —

const. ebben ezekkel v

1 = C

l v

2 = 0 K=yv ih=Po ~2 •

ci

2+t>i

= í?-y -y<>+Po és ebből a nyomás a beömlési torokban: P^Po+Q-ff-yo-^-cl Ideális folyadéknál az áramlás súrlódásmentes ós légelnyelés, buborék előresietés nincs. Ilyen esetben a szállítócső felső végétől mért y távolságban ÖA Ho y

0 -4~dy flf c, 1. ábra. A mammutszivattyú elvi vázlata