ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ S e r ia » INŻYNIERIA SANITARNA z . 13
1969 Nr k o l . 242
ALINA IEWANDOWSKA-SUSCHKA, JERZY ZIELIŃSKI K a te d r a T e c h n ik i S a n it a r n e j
BADANIA LABORATORYJNE NIEKTÓRYCH MODELI POWIERZCHNIOWYCH WIRNIKÓW NAPOWIETRZAJĄCYCH
S z y b k i r o z w ó j m ech a n ic z n y c h u r z ą d z e ń n a p o w ie t r z a j ą c y c h o d z i a ł a n i u p ow ierzch n iow ym z w ią z a n y z i c h pewną ora z e fe k ty w n ą p r a c ą p o c ią g n ą ł z a s o b ą r ó w n o c z e ś n ie p o j a w ie n ie s i ę c o r a z t o now ych r o z w ią z a ń kon
s t r u k c y j n y c h w ir n ik ó w . P oza złożon ym w ir n ik ie m n a p o w ie tr z a ją c y m ty p u S im p le x , znanym j e s z c z e w l a t a c h d w u d z ie s t y c h , in n e wprowadzo
ne w l a t a c h p i ę ć d z i e s i ą t y c h i s z e ś ć d z i e s i ą t y c h , c e c h o w a ły s i ę du
żą p r o s t o t ą k o n s t r u k c y j n ą . Wydaje s i ę , że n a jp r o s ts z y m pod w z g lę dem k o n stru k cy jn y m w ir n ik ie m n a p o w ie tr z a ją c y m b y ł w ir n ik ty p u V o r t a i r , wprowadzony p r z e z I n f i l c o D i v i s i o n o f P u l l e r Comp. USA
[ 4 ] , [9] • Ze w z g lę d u n a swą p r o s t o t ę t e n t y p w ir n ik a s p o t k a ł s i ę r ó w n ie ż w k r a ju z dużym z a in te r e s o w a n ie m . C elem s c h a r a k te r y z o w a n ia w ir n ik a t y p u V o r t a ir wykonano b a d a n ia w s k a l i l a b o r a t o r y j n e j [1] ,
W o r a z w p ó łt e c h n ic z n e j [ 7 ] , [ 8 ] , W o s t a t n i c h l a t a c h obserw u
j e s i ę t e n d e n c j ę d o budowy w irn ik ó w n a p o w ie t r z a j ą c y c h o b a r d z ie j z ło ż o n y c h k s z t a ł t a c h , o podobnym d z i a ł a n i u ja k n p . w ir n ik ty p u V o r t a i r lu b t e ż o d z i a ł a n i u podwójnym, p o le g a ją c y m n a m ie s z a n iu c i e c z y i r o z b r y z g u j e j o r a z n a rów noczesnym w s y s a n iu p o w ie t r z a w g ł ą b c i e c z y .
Z w ir n ik ó w o podobnym d z i a ł a n i u ja k w ir n ik V o r t a ir w ym ien ić p r z e d e w s z y s tk im n a le ż y w ir n ik produkowany p r z e z fir m ę L u rg i - NRP, pod nazwą Gyrox [3 ] • Do w ir n ik ó w o podwójnym d z i a ł a n i u n a le ż y w ir n i k ty p u BSK [5 ] •
72 A l l n a L ew andow aka-Suschka, J e r z y Z i e l i ń s k i
Nowsze r o z w ią z a n ia w ir n ik ó w p o s ia d a j ą n i e w ą t p l i w i e pewne c e c h y k o r z y s t a n o w s to s u n k u d o p o p r z e d n ic h , n ie m n ie j ż a d e n z n ic h n ie p r z e d s t a w ia j e s z c z e b e z w z g lę d n ie op tym aln ego r o z w ią z a n ia . Z d arza s i ę ż e zm ian a k o n s tr u k c y jn a w ir n ik a ( j e g o w y g lą d u ) j e s t je d y n ie wy
n ik ie m p o t r z e b k o n k u r e n c y jn y c h f ir m p r o d u k c y jn y c h .
W ła śc iw a o c e n a e f e k t y w n o ś c i n a t l e n i a n i a r ó ż n y c h typów w irn ik ó w p o w ie r z c h n io w y c h j e s t m o ż liw a j e d y n ie n a p o d s ta w ie badań w odpo
w ie d n io d u ż e j s k a l i ułam kowo t e c h n i c z n e j lu b t e c h n i c z n e j . T rudnoś
c i z w ią z a n e z t e g o ty p u b a d a n ia m i s k ł a n i a j ą je d n a k d o s z u k a n ia m o ż liw o ś c i m od elow an ia w irn ik ó w n a p o w ie tr z a ją c y c h n a p o d sta w ie ba
d a ń w s k a l i l a b o r a t o r y j n e j , P rzyk ład em mogą b y ć b a d a n ia wykonane p r z e z H o r v a th a [2], A u to r t e n d l a s z e r e g u w irn ik ó w n ie j e d n o k r o t n i e o b a r d z o z ło ż o n e j k o n s t r u k c j i s t a r a ł s i ę u s t a l l ó n a p o d sta w ie a n a l i z y wymiarowe j , m atem atyczn ą z a l e ż n o ś ć p om ięd zy e f e k t a m i u z y s k i wanymi w m a łe j s k a l i l a b o r a t o r y j n e j , o ra z s k a l i t e c h n i c z n e j .
B a d a n ia p r z e d s ta w io n e w n i n i e j s z e j p r a c y m ają s t a n o w ić p ew ien p r z y c z y n e k d o p o z n a n ia m o ż l i w o ś c i m od elow an ia w irn ik ó w n a p o w ie tr z a j ą c y c h , p r z y n a jm n ie j w s p o s ó b p r z y b liż o n y , c e le m u k ie ru n k o w a n ia d a l s z y c h b adań w s k a l i u ła m k o w o - te c h n ic z n e j ,
g rS flĄ z e n łą a n a l n e
B a d a n ia p rzep row ad zon o p r z y z a s to s o w a n iu dwóch la b o r a t o r y j n y c h ko
mór n a p o w ie t r z a n ia i t r z e c h r ó ż n y c h w irn ik ó w n a p o w ie t r z a j ą c y c h . J e d n a z komór o o b j ę t o ś c i 100 1 ( r y s , 1 ) wykonana b y ł a z b la ch y s t a l o w e j w k s z t a ł c i e w a lc a o ś r e d n ic y 90 cm . B a d a n ia wykony
wano p r z y n a p e łn ie n iu kamory równym 2 0 cn i,m ie r z ą c od środ k ow ej p ł a s k i e j c z ę ś c i d n a . Jak w y n ik a z ry su n k u 1 w ię k s z a c z ę ś ć dna by
ł a p o c h y ła ze sp a d k iem o k o ło 1 2 ° i 45°* Komora t a s t a n o w i ł a ¿ e o -
B a d a n ia l a b o r a t o r y j n e n i e k t ó r y c h m od eli«« « ________________________ 73
R ys. 1 . Komora n a p o w ie tr z a n ia ty p u a e r o a k c e l e r a t o r a ( s k a l a 1 s 10)
m e t r y c z n ie z m n ie jsz o n y m o d e l o o b j ę t o ś c i o k , 96 m"3, z m n ie j s z e n ie l i n i o w e równe b y ło 1 * 1 0 .
D rugą badaną komorę n a p o w ie t r z a n ia o o b j ę t o ś c i 30 1 p r z e d s t a w io n o n a ry su n k u 2 . Podano n a nim r ó w n o c z e ś n ie podstaw ow e w ym iary.
74_________________________A l i n a L ew aadow ska-S uachka, J e r z y Z i e l i ś a k i
R y s . 2 . Komora n a p o w ie t r z a n ia z o sa d n ik ie m k ie sz e n io w y m
B a d a n ia l a b o r a t o r y j n e n i e k t ó r y c h m o d e l i .. 7 5
R y s. 3. W irn ik ty p u A ( s k a l a 1 :1 J
35.5
76_________________________ A lin a L ew andow sŁa-Suschka, J e r z y Z i e l i ń s k i
m a k r ia fr b la c h a 1 m m
R ys. 4. w ir n ik ty p u 3 ( s k a l a 1 :1 )
B a d a n ia l a b o r a t o r y j n e n i e k t ó r y c h m o d e li .» . 77
4otworuii7
materiał, metapleks
R y s * 5 . W irn ik t y p u G ( s k a l a 1 : 1 )
78 Allna LewaMowska-Suschka, Jerzy Zieliński
C z ę ś ć środkow a p r z e d s ta w io n e g o p r z e k r o ju s t a n o w i ł a komorę napo
w i e t r z a n i a , n a t o m ia s t z obu j e j s t r o n u m ie s z c z o n o k ie s z e n io w e o - s a d n i k i w t ó r n e . P o d cza s b adań z a ło ż o n o dodatkow e ś c i a n k i d z i e l ą c e , s t a n o w ią c e p r z e d łu ż e n ie p ok azan ych n a ry su n k u 2 , c e le m ś c i s ł e g o od
d z i e l e n i a osadników od komory n a p o w ie t r z a n ia .
J a k j u ż za z n a c z o n o d o b adań z a sto so w a n o t r z y ty p y w ir n ik ó w . W ir n ik t y p u A wykonany b y ł z b l a c h y . Do p o z io m e j t a r c z y o ś r e d n ic y
c a ł k o w i t e j ró w n ej 100 sra przym ocowane b y ły z obu s t r o n ł o p a t k i . Nad t a r c z ą ł o p a t k i b y ły o g r a n ic z o n e p i e r ś c i e n i e m , z a ś pod t a r c z ą p o s i a d a ł y o s ło n ę w k s z t a ł c i e ś c i ę t e g o s t o ż k a ( r y s . 3 ) .
W ir n ik ty p u B ( r y s . 4 ) 0 ś r e d n ic y 8 0 ran p o s i a d a ł sto su n k o w o p ro s t ą k o n s t r u k c j ę . Do p o z io m e j b la s z a n e j t a r c z y b y ł o przym ocowanych 16 ł o p a t e k , o z w ię k s z a j ą c e j s i ę p o w ie r z c h n i w k ie r u n k u o s i w i r n i k a . U n a sa d y w a łu w ir n ik a wykonane z o s t a ł y o tw o ry d l a u m o ż liw ie n ia z a s s a n i a p o w ie t r z a .
T r z e c i badany w ir n ik ty p u C ( r y s . 5 ) wykonany b y ł z p le x L , z t a r c z ą podstaw ow ą o ś r e d n ic y 8 0 ran. Z n a jd u ją ce s i ę pod t ą t a r c z ą ł o p a t k i (1 2 s z t u k ) o r z u c i e tr ó jk ą tn y m , o s ł o n i ę t e b y ły c z ę ś c io w o d ru g ą t a r c z ą o ś r e d n ic y 55 ran. P o d cza s r u c h u o b ro to w eg o w ir n ik a p o w ie t r z e b y ło z a s y s a n e p r z e z w ydrążony w a ł.
Pom iary k i n e t y k i n a t l e n i a n i a wykonano p r z e z o z n a c z e n ie s z y b k o ś c i p r z y r o s t u t l e n u w w o d z ie w o d o cią g o w e j u p r z e d n io o d t l e n i o n e j s i a r czynem so d u w o b e c n o ś c i s o l i k o b a lt u ja k o k a t a l i z a t o r a . T le n m ie
r z o n o w s p o s ó b c i ą g ł y p r z y z a s to s o w a n iu so n d y t le n o w e j d z i a ł a j ą c e j n a z a s a d z ie c z u j n ik a p o l a r o g r a f i c z n e g o . Zmiany s t ę ż e n i a t l e n u w c z a s i e r e j e s t r o w a n o , u z y s k u j ą c krzywe podobne d o p o k a za n ej p r z y k ła dowo n a ry su n k u 6 . R ó w n o cz eśn ie m ie r z o n a b y ła te m p e r a tu r a b ad an ej c i e c z y , o r a z z a pomocą s tr o b o s k o p u lu b ta c h o m e tr u s z y b k o ś ć o b r o to wa w ir n ik a n a p o w ie t r z a j ą c e g o ,
st ę że n ie tlen u [m g 0 2f l]
BadanialaboratoryjneniektórychmodeliW ram ach n i n i e j s z e j p r a c y p rzeb ad an o e f e k t y w n o ś ć n a t l e n i a n i a p r z y z a s t o s o w a n iu o p is a n y c h t r z e c h r ó ż n y c h , la b o r a t o r y j n y c h m o d e li w ir n ik ó w n a p o w ie t r z a j ą c y c h . B a d a n ia p rzep row ad zon o d l a z a k r e su s z y b k o ś c i ob rotow ych od 3 0 0 d o 1600 o b r / m in , c o o d p o w ia d a ło 80_________________________A l i n a L ew andow ska-Suschka, J e r z y Z i e l i ń s k i
R y s , 7 , Z a le ż n o ś ć e fe k tó w n a t l e n i a n i a od p r ę d k o ś c i obwodowej d l a w ir n ik a ty p u A
1 - komora o b j , 3 0 1 , z a n u r z e n ie w ir n ik a 0 , 2 - komora o b j . 100 1 , z a n u r z e n ie w ir n ik a 0 , 3 - komora o b j , 3 0 1 , z a n u r z e n ie w ir n ik a 10 mm, 4 - komora o b j , 100 1 , z a n u r z e n ie w ir n ik a 10 n a , 5 - komara o b j , 30 1 , z a n u r z e n ie w ir n ik a 2 0 nan, 6 - komora o b j , 100 1 , zanu
r z e n i e w ir n ik a 2 0 m a,7 - kom ora o b j , 30 1 , z a n u r z e n ie w ir n ik a 3 0 mm 8 - komora o b j , 100 1 , z a n u r z e n ie w ir n ik a 3 0 ma
B a d a a ia l a b o r a t o r y j n e n i e k t ó r y c h m o d e l i , . . 81
zmianom s z y b k o ś c i obwodowych od 1 ,3 d o 8 , 0 m /s i p r z y k i l k u r ó ż nych z a n u r z e n ia c h w ir n ik ó w .
R y s . 8 , Z a le ż n o ś ó e f e k t ó w n a t l e n i a n i a od p r ę d k o ś c i obwodowej d l a w ir n ik a ty p u B
1 - kom ora o b j . 3 0 1 , z a n u r z e n ie w ir n ik a 10 mm, 2 - kom ora o b j . 1 0 0 1 , z a n u r z e n ie w ir n ik a 10 mm, 3 - komora o b j , 3 0 1 , z a n u r z e n ie w ir n ik a 2 0 mm, 4 - kom ora o b j , 100 1 , z a n u r z e n ie w ir n ik a 2 0 mm, 5 - kom ora o b j , 3 0 1 , z a n u r z e n ie w ir n ik a 3 0 mm, 6 - komora o b j , 100 1 , z a n u r z e n ie w ir n ik a 3 0 mm
82 A l i n a L ew andow ska-Suschka, J e r z y Z i e l i ń s k i
W p rz y p a d k u w i r n ik a ty p u A pom iary wykonano p rz y z a n u rz e n iu ( m ie rz ą c od g ó r n e j p ła s z c z y z n y w i r n i k a ) : z e r o , 1 0 , 20 i 30 mm.Wir-
Ą ys, 9» Z a le ż n o ś ć e fe k tó w n a t l e n i a n i a od p r ę d k o ś c i obwodowej d l a w ir n i k a ty p u C
1 - kom ora o b j . 30 1 , z a n u r z e n ie w irn i k a 10 mm, 2 - kom ora o b j , 100 1 , z a n u r z e n ie w ir n i k a 10 mm, 3 - komora obj« 30 1 , z a n u rz e n ie w i r n i k a 30 mm, 4 ~ kom ora o b j . 100 1 , z a n u r z e n ie w i r n i k a 25 mm, 5 - kom ora obją-* 100 1 , z a n u r z e n ie w i r n ik a 40 mm, 6 - komora o b j . 30 1 , z a n u r z e n ie w i r n i k a 55rm 7 - komora o b j . 100 1 , z a n u rz e n ie
w ir n i k a 55 mm
B a d a n ia l a b o r a t o r y j n e n i e t ó r y c h m o d e li» ,» 83
n i k C z a n u rz o n y b y ł n a g ł ę b o k o ś c i 1 0 , 2 5 , 40 i 55 mm w p rz y p ad k u pom iarów k i n e t y k i n a t l e n i a n i a w kom orze n a p o w ie tr z a n i a o o b j ę t o ś c i 100 1 i n a g łę b o k o ś ć 1 0 , 30 i 55 mm w kom orze n a p o w ie tr z a n i a o ob
j ę t o ś c i 30 1 ,
R y s, 1 0 , Z a le ż n o ś ć e fe k tó w n a t l e n i a n i a od g ł ę b o k o ś c i z a n u r z e n ia w i r n i k a ty p u A p rz y ró ż n y c h s z y b k o ś c ia c h obwodowych (kom ora n a p o w ie tr z a
n i a o o b j , 100 l )
84 Alina Lewandowska-Susćhka, Jerzy Zieliński
Uzyskane na p od sta w ie przeprowadzonych pomiarów e f e k t y n a t l e n i a n i a , wyrażone z a pomocą w a r to ś c i OC* w gO ^/h, p rzed sta w io n o g r a f i c z n i e w z a l e ż n o ś c i od p r ę d k o ś c i obwodowej 4) w m /s odpow iednio d l a w irn ików typ u A, B i C na rysunkach 7 , 8 i 9 . Na rysunkach ty c h podano zarówno e f e k t y n a t l e n ia n ia uzyskane w przypadku komory
O C
¡p
-z m/s
^ — ■— ■—0
P m2ft
?/c■ 1-...— ■■■ 1 --- =
Zanur^nire w rn/ła
hz [m m ]Rys» 1 1 . Z a le ż n o ś ó e fe k tó w n a t l e n i a n i a od g ł ę b o k o ś c i z a n u r z e n ia w ir n ik a ty p u B p rzy r ó ż n y c h s z y b k o ś c ia c h obwodowych (kom ora napo
w i e t r z a n i a o o b j , 100 l )
20
-O C 1
n m
1 5 -
10
-5 —
zanurzenie mim ika hz [mm]
R ys. 1 2 . Z a le ż n o ś ć e fe k tó w n a t l e n i a n i a od g ł ę b o k o ś c i z a n u r z e n ia w ir n ik a ty p u C p rz y ró ż n y c h s z y b k o ś c ia c h obwodowych (kom ora n a p o w ie tr z a n ia o o b j . 100 1)
03
Badanialaboratoryjneniektórychmodeli
86 A l in a L ew andow ska-Suschka, J e r z y Z i e l i ń s k i
n a p o w ie t r z a n ia o o b j ę t o ś c i 3 0 1 ja k i o b j ę t o ś c i 100 l i t r ó w . K o le j n e r y s u n k i 1 0 , 11 i 12 o b r a z u ją wpływ g ł ę b o k o ś c i z a n u r z e n ia w i r n i ków n a e f e k t y n a t l e n i a n i a d l a r ó ż n y c h p r ę d k o ś c i obwodowych w komo
r z e n a p o w ie t r z a n ia o o b j ę t o ś c i 100 1 , o d p o w ie d n io d l a w irn ik ó w t y pu A , B i C.
Om ówienie wyników i w n io s k i
••
A n a liz u j ą c u z y sk a n e w y n ik i b adań m odelow ych nad ekonom ią n a t l e n i a n i a m ec h a n ic z n y c h u r z ą d z e ń n a p o w ie t r z a j ą c y c h , s t w ie r d z o n o b a rd zo z ło ż o n y wpływ k s z t a ł t u w ir n ik ó w , i c h g ł ę b o k o ś c i z a n u r z e n ia , a ta k ż e w i e l k o ś c i komary n a p o w ie t r z a n ia . D la prób u o g ó l n i e n i a t y c h wy
nik ów celow ym w ydaje s i ę w c z e ś n i e j s z e om ów ienie p o s z c z e g ó ln y c h w ir n ik ó w i i c h e fe k tó w n a t l e n i a n i a .
W ir n ik ty p u A s t a n o w i p o n ie k ą d m o d y fik a c ję z n a n y ch w irn ik ó w V o r t a i r , c z y t e ż w irn ik ó w G yrox. D z i a ł a n i e t e g o w ir n ik a p o le g a na p o d n o s z e n iu c i e c z y z d n a kamory n a p o w ie tr z a n ia w z d łu ż p io n o w ej o s i pod w ir n ik ie m i j e j r o z b r y z g u w p o b liż u p o w ie r z c h n i z w ie r c i a d ł a c i e c z y . Na s k u t e k d z i a ł a n i a s i ł y odśrodkow ej o b r a c a ją c e g o s i ę w ir n ik a n a s t ę p u j e r ó w n o c z e sn e w prow adzenie b a n ie c z e k p o w ie t r z a do c i e c z y . C elem z w ię k s z e n ia i l o ś c i w sy sa n eg o p o w ie t r z a w ir n ik t y pu A p o s ia d a nad z a s a d n ic z ą t a r c z ą dodatkow e ł o p a t k i o s ł o n i ę t e p i e r ś c i e n i e m .
Na p o d s ta w ie a n a l i z y wyników u z y sk a n y c h d l a w ir n ik a ty p u A ( r y s . 7 ) s tw ie r d z o n o p r o p o r c jo n a ln y w z r o s t e f e k t ó w n a t l e n i a n i a , w raz z e w zro stem p r ę d k o ś c i obwodowej w ir n ik a . U zysk an e e f e k t y n a t l e n i a n i a z m ie n ia ły s i ę w z a k r e s i e od 1 ,6 5 d o 2 2 , 6 gO / h , lu b 30 do 2 2 6 gO /m h w przypadku komary n a p o w ie tr z a n ia o o b j ę t o ś c i 100 1 -3
3
o r a z od 55 do 647 gO^/m . £ w kom arze o o b j ę t o ś c i 3 0 l i t r ó w . Bar
d z i e j z ło ż o n y wpływ p o s i a d a ł a g łę b o k o ś ć z a n u r z e n ia w ir n ik a . S t w ie r d z o n o w y stę p o w a n ie w y r a ź n ie op ty m a ln eg o z a n u r z e n ia o k o ło 2 0 ton
( r y s . 1 0 ) n i e z a l e ż n i e od s z y b k o ś c i obwodowych w ir n ik a . C h arak te
EBda.nla laboratoryjne niektórych modeli««« 87
r y s ty c z n y m b y ło d u że z r ó ż n ic o w a n ie u z y sk a n y c h e fe k tó w n a t l e n i a n i a w z a l e ż n o ś c i od g ł ę b o k o ś c i z a n u r z e n ia w ir n ik a . P rzy k ła d o w o , w p r z y padku p r a c y w ir n ik a z s z y b k o ś c i ą 4 m /s u z y sk a n o d l a z a n u r z e n ia w ir n ik a rów n ego 0 , OC = 8 g O ^ /h , a d l a z a n u r z e n ia 2 0 mm j u ż 1 4 ,2 g O ^ /h . U zysk an o w ię c p r a w ie dw ukrotne z w ię k s z e n ie e f e k t ó w n a t l e n i a n i a w z a l e ż n o ś c i od g ł ę b o k o ś c i z a n u r z e n ia .
A n a liz u j ą c wpływ w i e l k o ś c i b ad an ego m od elu komory n a p o w ie tr z a n i a s t w ie r d z o n o , ż e n i e b y ł o n je d n o z n a c z n y i d l a r ó ż n y c h s z y b k o ś c i o b ro to w y ch o r a z r ó ż n y c h z a n u r z e ń w ir n ik a k s z t a ł t o w a ł s i ę w s p o s ó b zm ienny ( r y s . 7 ) P rz y k ła d o w o d l a z a n u r z e n ia w ir n ik a rów nego 10 mm i s z y b k o ś c i o b r o to w e j d o o k o ło 3 m /s , u z y sk iw a n o n i e c o l e p s z e r e z u l t a t y n a t l e n i a n i a d l a komory n a p o w ie t r z a n ia o o b j ę t o ś c i 100 1 . A le p rzy w y ż sz y c h p r ę d k o ś c ia c h ob ro to w y ch w ir n ik a le p s z e r e z u l t a t y n a t l e n i e n i a u z y s k iw a n o w komorze n a p o w ie t r z a n ia o o b j ę t o ś c i 3 0 1 .
Z asad a d z i a ł a n i a d r u g ie g o b ad an ego w ir n ik a t y p u B podobna b y ła d o w ir n ik a ty p u A . Z a s a d n ic z a r ó ż n i c a m ięd zy n im i p o l e g a ł a n a s p o s o b i e w p row ad zen ia d o c i e c z y dod atk ow ych b a n ie c z e k p o w ie t r z a . Pod
c z a s r u c h u ob ro to w eg o w ir n ik a ty p u B n a s tę p o w a ło w y tw o r z e n ie pod
c i ś n i e n i a pod t a r c z ą w ir n ik a i w sy sa n ie p o w ie t r z a p o p r z e z otw ory u m ie s z c z o n e w p o b l i ż u o s i w i r n i k a .
Z a n a l i z y u z y sk a n y c h e f e k t ó w n a t l e n i a n i a w y n ik a , p o d o b n ie ja k d l a w ir n ik a ty p u A - p r o p o r c j o n a ln o ś ć i c h w z r o s t u w z a l e ż n o ś c i od s z y b k o ś c i o b r o to w e j w i r n i k a . U zysk an e e f e k t y n a t l e n i a n i a z m ie n ia ły s i ę w z a k r e s i e od 2 4 , 8 d o 2 1 5 gO^nf* .h w p rzyp ad k u komory napo
w i e t r z a n i a o o b j ę t o ś c i 100 l i t r ó w o r a z w z a k r e s i e od 4 8 ,8 d o 523 gO ^/m ^.h w kom orze n a p o w ie t r z a n ia o o b j ę t o ś c i 3 0 l i t r ó w . W a r to śc i OC w yrażon e w gO ^/h d l a w ir n ik a ty p u B z m ie n ia ły s i ę w z a k r e s ie od 1 ,4 7 d o 2 1 , 5 .
A n a liz u j ą c wpływ g ł ę b o k o ś c i z a n u r z e n ia w ir n ik a ty p u B ( r y s . 1 1 ) s t w ie r d z o n o d l a s z y b k o ś c i obwodowych w ię k s z y c h od o k o ło 3 m /s
w z r o s t e fe k t ó w n a t l e n i a n i a w raz ze w zro stem g ł ę b o k o ś c i z a n u r z e n ia w i r n i k a . C h a r a k te r y s ty c z n e b y ły ( r y s . 8 ) w y r a ź n ie w y r ó ż n ia j ą c e s i ę e f e k t y n a t l e n i a n i a d l a z a n u r z e n ia w ir n ik a 3 0 mm w komorze napo
w i e t r z a n i a o o b j ę t o ś c i 100 1 . W ie lk o ś ó komory n a p o w ie t r z a n ia po
s i a d a ł a i s t o t n y wpływ t a k ż e w przypadku dwóch p o z o s t a ł y c h badanych g ł ę b o k o ś c i z a n u r z e n ia w i r n i k a . W ynika s t ą d b a r d z o w y r a a i i e , d u ża c z u ł o ś ć w ir n ik a ty p u B n a w aru n k i h y d r a u lic z n e komory n a p o w ie tr z a n i a . Z porów n an ia p r o p o r c j i g eo m e tr y cz n y c h i k s z t a ł t u obu komór n a p o w ie t r z a n ia n a le ż y p r z y p u s z c z a ć o p a n u ją c y c h w n i c h r ó ż n y c h wa
ru n k a ch h y d r a u lic z n y c h . Celowym w ydaje s i ę d l a w y j a ś n ie n ia wpływu w i e l k o ś c i komory n a p o w ie t r z a n ia n a u zy sk iw a n e e f e k t y n a t l e n i a n i a , p r z e p r o w a d z e n ie o d p o w ie d n ic h pomiarów h y d r a u lic z n y c h .
P o d o b n ie , w przypadku b ad a n eg o w ir n ik a ty p u C ( r y s 0 9 ) zn aczn y wpływ na u z y sk iw a n e e f e k t y n a t l e n i a n i a p o s i a d a ł a w i e l k o ś ć komary n a p o w ie t r z a n ia i zw ią za n e z n i ą r ó ż n e w arunki h y d r a u lic z n e n ap ow ie
t r z a n i a . Przy z a n u r z e n iu w ir n ik a 55 mm i 30 mm lu b 2 5 mm u zy sk a n o z n a c z n ie w ię k s z e w a r t o ś c i OC w przypadku komory n a p o w ie t r z a n ia o o b j ę t o ś c i 100 l i t r ó w w p orów n an iu z w a r to ś c ia m i OC d l a komory o o b j ę t o ś c i 3 0 l i t r ó w .
Z w rócić n a le ż y uwagę n a id e n t y c z n ą z a s a d ę d z i a ł a n i a w irn ik ów ty p u B i C, pomimo d o ś ć d u ż y ch r ó ż n ic k o n s tr u k c y jn y c h . Budowa w ir n ik a ty p u C p o zw a la na g ł ę b s z e j e g o z a n u r z e n ie w s to s u n k u do w ir n i
ka ty p u B , Wspomniane p raw d op od ob ień stw o wpływu w i e l k o ś c i komory n a p o w ie t r z a n ia r o z c i ą g a s i ę ta k ż e na g łę b o k o ś ć z a n u r z e n ia w ir n ik ó w . P ow yżej s z y b k o ś c i obwodowej rów n ej o k o ło 3 , 0 m /s s t w ie r d z o n o w z r o s t e fe k tó w n a t l e n i a n i a w raz z e w zro stem g ł ę b o k o ś c i z a n u r z e n ia w ir n i
k a ( r y s , 1 2 ) . D la p r z y k ła d u p r z y s z y b k o ś c i obwodowej rów nej 5 ,0 m /s i z a n u r z e n iu w ir n ik a n a g łę b o k o ś ć 10 mm, u z y sk a n o OC' o k o ło 14 gO ^ /h, a p rzy z a n u r z e n iu 55 nm w a r t o ś ć 0C' w y n o s iła j u ż 2 2 ,3 gO ^ /h .
W c e l u p orów n an ia e fe k tó w n a t l e n i a n i a , u z y sk a n y c h d l a t r z e c h b ad an ych w ir n ik ó w , p r z e d s ta w io n o na r y su n k u 13 op tym aln e w a r t o ś c i
88__________________________ A li n a Lewand o w sk a-S u sc h k a, J e r z y Z i e l i ń ą k i
B ad an ia l a b o r a t o r y j n e n i e k t ó r y c h m o d e l i « .. 89
R ys. 1 3. O ptym alne w a r t o ś c i e fe k tó w n a t l e n i a n i a w z a l e ż n o ś c i od s z y b k o ś c i obwodowej, d l a b ad an y ch w irn ik ów
1 - w i r n i k A z a n u r z e n ie 20 mm, komora o b j . 100 1 . , 2 - w i r n i k B z a n u r z e n ie 30 mm, komora o b j . 100 1, 3 - w i r n i k C z a n u r z e n ie 55 _mm, komora o b j . 100 1. 4 - w i r n i k y o r t a i r - z a n u r z e n ie 10 mm,ko
mora o b j . 3 0 1.
\ DO
R ys. 1 4 . Z a le ż n o ś ć e fe k tó w n a t l e n i a n i a od g ł ę b o k o ś c i z a n u r z e n ia d l a t r z e c h b ad an y ch w irn ik ó w , p rz y s z y b k o ś c i obwodowej ró w n ej 4»0 m / s .
Alina lewandowska-Suschka, JerzyZieliński
B a d a n ia l a b o r a t o r y j n e n i e k t ó r y c h m o d e l i .. . 91
OC* w z a l e ż n o ś c i od s z y b k o ś c i obw odow ej. Ha ry su n k u tym dodatkow o p r z e d s ta w io n o e f e k t y n a t l e n i a n i a u z y sk a n e d l a w ir n ik a ty p u Y o r t a ir o ś r e d n ic y 60 ara w kom orze n a p o w ie t r z a n ia o o b j ę t o ś c i 3 0 l i t r ó w . P on ad to r y s u n e k 14 o b r a z u je u z y sk a n e e f e k t y n a t l e n i a n i a w z a l e ż n o ś c i od g ł ę b o k o ś c i z a n u r z e n ia d l a t r z e c h b ad an ych w irn ik ó w p r z y s z y b k o ś c i obwodowej r ó w n ej 4 , 0 m /s ,
Z p r z e d s ta w io n y c h g r a f i c z n i e wyników na r y su n k a c h 13 i 14 w i
d a ć w y r a ź n ie , ż e n a j l e p s z e r e z u l t a t y n a t l e n i a n i a u z y sk a n o d l a w ir n ik a ty p u C, N ie c o n i ż s z e w a r t o ś c i 00 u z y sk iw a n o k o l e j n o d l a w ir n ik ów ty p u B i A , W a r to ś c i e f e k tó w n a t l e n i a n i a u z y sk a n e d l a w i r n i ka V o r t a i r podane na ry su n k u 1 3 , n i e s ą w ynikam i optym alnym i d l a t e g o ty p u w ir n ik a i podano j e j e d y n ie c e le m m o ż liw o ś c i p o r ó w n a n ia .
LITERATURA
[ i ] G ań czarczyk J , j "Nowe r o z w ią z a n ia u r z ą d z e ń d o n a p o w i e t r z a n i a
ś c ie k ó w " M a t e r ia ły IX K o n f. Nauk, T e c h n , K a t o w i c e , c z e r w i e c
1966 s t r , 1 6 3 - 1 8 2 ,
[2 j H o r v a th I , t " F ü g g ö le g e s t e n g e ly n m ech an ik u s f e l ü l e t i l e v e g ö z -
t e t ö b e r e n d e z e s e k k e l v e g z e t t o x i g é n f e l v é t e l i v i z s g a l a t o k 1' -
H i d r o l o g i a i K ö z lö n y ,1 9 6 6 , 1 1 , 4 9 4 - 5 0 4 ,
[3 ] K a lb sk o p f K .H. » " System e und W irk u n g sw eise d e r K r e i s e l b e l ü f t e r 11 R e f e r a t n a T ech n . H o c h s c h u le , D e l f t , H o la n d ia , 1 9 6 4 ,
[ 4] K a lin s k e A .A .: " E v a lu a t io n o f o x y g é n a t i o n c a p a c i t y o f l o c a l i z e d
a e r a t o r s " - J o u r WPCF 1 9 6 5, 3 7 , 11, 1 5 2 1 -1 5 2 9 ,
[5 ] S ta lm a n n V .i "D ie B S K - T u rb in e e i n n e u e s H o c h le is t u n g s -
B e lü f t u n g s s y s t e m d e r A b w a sse r te c h n ik " GWF - 1 9 6 5 , 1 0 6 , 2 2 , 6 1 3 — 6 1 7 ,
[6 ] S u sc h k a J ,* " U r z ą d z e n ia d o la b o r a t o r y j n y c h badań nad o c z y s z c z a n iem ś c ie k ó w m etodą o sa d u c z y n n e g o . G ospodarka Wodna 1 9 6 7 , 2 7 , 4 , 1 3 1 - 1 3 6 ,
[7 ] S u sc h k a J , t " B a d a n i a nad k i n e t y k ą n a t l e n i a n i a p r z y z a s t o s o w a n i u
p o w ie r z c h n io w y c h a e r a t o r ó w t u r b i n o w y c h " « G o s p o d a r k a W o d n a 19Ó9,
? 5 3 -5 6
9? A l i n a Lew ara!ow ska-Suschka, J e r z y Z i e l i ń s k i
[ 8 ] S u s ch k a J . , G la jc a r E . , R pżniatow skL W.: " K in ety k a i ekonom ia n a t l e n i a n i a p o w ie r z c h n io w y c h a er a ta r ó w ty p u V o r t a ir " , M a te r ia ł y XI K o n f.N a u k .T e ch n . K a to w ic e , c z e r w ie c 1 9 6 8 , s t r . 139—1 7 0 , [ 9 ] West on R»F0 , S t a c k V .T .* "Fundam entale o f O p e r a tio n o f e n t r a i n -
ment a e r a to r a " C o n fe r e n c e on B i o l o g i c a l W aste T r e a tm e n t, Manhat
t a n C o l l e g e , A p r i l 196O-
.S t r e s z c z e n i e
P rzep row ad zon o w s k a l i la b o r a t o r y j n e j b a d a n ia k i n e t y k i n a t l e n i a n i a c i e c z y (w o d y )0 W b a d a n ia c h w y k o r z y sta n o dw ie komory n a p o w ie t r z a - - n i a , o p o je m n o śc i 100 i 30 1 o r a z t r z y w i r n i k i n a p o w ie t r z a j ą c e , r ó ż
n y c h ty p ó w . D o ś w ia d c z e n ia w y k a z a ły z ło ż o n y c h a r a k t e r wpływu p ręd k o ś c i o b r o tu w ir n ik a , g ł ę b o k o ś c i j e g o z a n u r z e n ia i p o je m n o śc i kamo
r y n a p o w ie t r z a n ia n a u z y sk iw a n e e f e k t y n a t l e n i a n i a . N a j le p s z e e - f e k t y u z y sk a n o w przyp ad k u z a s t o s o w a n i a w ir n ik a , p r z y którym 0- p r ó c z r u c h u o b ro to w eg o w y stę p o w a ło r ó w n o c z e ś n ie z a s y s a n i e p o w ie tr z a . Pod wpływem s i ł y od środ k ow ej p o w ie tr z e b y ło z a s y s a n e pod t a l e r z y k w ir n ik a , a t a k ż e r ó w n o c z e ś n ie n a s tę p o w a ło r o z b i j a n i e ło p a tk a m i w ir n ik a p ęch erzyk ów p o w ie t r z a , w prowadzanego d o c i e c z y .
Bad axil a laboratory jne niektdrych modeli... 93
HCGJIEfl03tiHHxi HEKOTCRiX TH1103 U03EPXH0CTHh[X n 3 P r tT lJ ? 0 3 3 Jl^B O PiiTO PikiX yCJI03tuiX
P e 3 K) m e
fip o B e x ie H b i b J i a C o p a T o p H O M M acuiTa G e M c c a e f lO B a H M i i KiiHe t h k h B B e , x e - hvia K i i c j i o p o m a x k a k o c t h ( . b o s h ) . A jik n c n u T a m i k K c r i 0 J i b 3 0 B a H 0
^BH a 3 p O T e HKH e M K O C T b a CTO K TpK,HUaTb JIHTPOB H T pH n O B e p X H O C T - Hhie p o T o p a p a 3 H « x T M n o B .
GntJTbi n o K a 3 a j i n c ji o x H b i ii x a p a K T e p b j i h h h m h C K o p o c T e i i o d o p o T a p o T o p a , rx y f iw H H e r o n o r p y j R e m i H h B e x i i mk h u em k o c t h a a p o x e H K a a a n o j i y a e H H scJxpeKTbi BBe,neHHH K n c j i o p o . u a .
H a f t j i y m n i i e p e 3 y j i L T a T U B B e j ; e H n a K H C J i o p o jja o n p e j i e J i e H O j;j i s c j i y - u a a n c n o j i b 3 0 B a H n a p o T o p a , n p H k o t o p o m K p o w e o b o p o T a o r o j j B M x e -
h h h, n p o H C x o j i H J i o o flH O B peK eH H O s a c a c u a a H n e B 0 3 j 3 , y x a .
II o r BJiHHHHeM u e H T p o S e x H o i i cm i h i B 0 3 ji ,y x ChiJi a a c a c u s a H h o r r a - p e J i K o i i p o T o p a a T a x s c e ORHOBpeMeHKO n p o i i c x o R H j i o p a s 6 « B a H i i e j i o- n a c T B a M H p o i ' o p a B B e x e a u x n o s c h r k o c t h n y 3 u p K 0 B B o s a y x a ,
INVESTIGATIONS IN LABORATORY SCAIE CONCERNING SOME T Y P E S
OP SURFACE AERATORS
S u i a a r y
I n v e s t i g a t i o n i n l a b o r a t o r y s c a l e on o x y g e n a tio n k i n e t i c were ca ir- r i e d o u t . Two d if f e x r e n t a e r a t i o n b a s in s o f th e volum e o f 100 a n i
30 l i t e r s , a n d t h r e e ty p e s o f s u r f a c e r o t o r s v e r s u s e d .
On th e b a s i s on th e e x p e rim e n ts com plex e f f e c t o f t h e c irc u m fe r e n t i a l v e l o c i t y , r o t o r i m m e r s i o n a n d t h e a e r a t i o n b a s i n volume on o x y g e n a tio n e f f i c i e n c e w a s show n, T h e b e s t r e s u l t s w e r e o b ta in e d f o r th e r o t o r w h i c h e f f e c t a l s o aa a k i n 1 o f i n j e k t o r . B e c o u s e o f t h e c e n t r i f u g a l f o r c e a i r w a s s u c k e d u n d e r th e r o t o r d i s k a n d n e x t
d e s t r o y e d t o a l o t o f s m a l l b u b b l e s w i t h th e r o t o r b l a d e s ,
