értekezés - Szent István Egyetem

A teljesen zárt, hegesztett kivitelben készülő KPE (kemény polietilén) csőhálózat a
vákuumgépház által előállított vákuum szívóhatása alatt áll. Az egyes szennyvízkibocsátó
ingatlanok (általában négy-öt darab) kis átmérőjű, kis árokmélységben (1-1.6 m) fektetett
gravitációs házi csatlakozóvezetékkel vannak bekötve a gyűjtőaknába.
A gyűjtőaknába van beépítve a vákuumszelep, amely érzékelve az összegyűlő szennyvíz
szintemelkedését automatikusan kinyit és ekkor a kamrában normál körülmények között
uralkodó l bar légköri nyomás nagy sebességgel a 0.3-0.7 bar abszolút nyomás (ezt a
szakmában 70-30% vákuumnak nevezik) alatt álló KPE gerincvezetékbe továbbítja a
szennyvizet (FÁBRY 2005).
A gerincvezetékben a fellépő nyomáskülönbség a levegő-víz kétfázisú keveréket akár 20
km/h sebességig gyorsítva továbbítja a vákuumgépházban lévő – általában 8-16 m 3
térfogatú – gyűjtőtartályba. A továbbítás ”csőpostaszerűen”, lényegében a pneumatikus
szállításban ismert dugattyúszerű áramkép formájában valósul meg. A vákuumszelepen
kb. 2-5 sec alatt halad keresztül a gyűjtőaknában összegyűlt mintegy 30-50 liternyi
szennyvízadag (ez a gyűjtőakna és a benne lévő szívócső és sűrítőcső geometriájától függ),
majd másik kb. 2-8 sec alatt kerül beszívásra a hozzávetőlegesen 80-400 liter mennyiségű
atmoszférikus nyomású levegő. Az előbbi időtartamot nevezik a szakmában „vízidőnek”,
az utóbbit pedig „levegőidőnek”. A vákuumszelepen lévő szabályozó csavar állításával
lehet a levegőidőt és ez által a rendszer üzemének levegő-víz arányát szabályozni.
A vákuumos szennyvízelvezetésnél alapvetően dugattyús áramlási forma megvalósítására
törekszenek, mivel ekkor biztosítható az öntisztulás a csőhálózatban. A liftes
profilkialakítás segíti a dugattyús áramlási kép regenerálását.
A vákuumos szennyvízelvezető rendszerben az áramlás kétfázisúnak tekinthető. Kivételes
esetektől eltekintve a harmadik fázis (szuszpenziót képező szilárd anyag ill. emulzió)
mennyisége a vízhez képest elenyésző, így a víz lényegében egyetlen közel homogén
(kvázihomogén) fázisnak fogható fel. A kétfázisú áramlás fázisai egyfelől a levegő,
másfelől a víz, melyek ugyanazon irányban áramlanak, tehát az áramlás egyenáramú.
A kétfázisú áramlások beható vizsgálata mintegy négy-öt évtizede foglalkoztatja a víz- ill.
gépészmérnököket. Számos tanulmány foglalkozik a vízszintes (vagy közel vízszintes)
csőben történő gáz-folyadék áramlással, és még ennél is több a függőleges és ferde csőben
történő gáz (ill. gőz) és folyadék áramlással (gondoljunk itt pl. a gőzkazánokban, vagy a
lepárló, bepárló, gázmosó és egyéb berendezésekre).
Jelen tanulmányban (túlnyomórészt) vízszintes csövekben történő áramlásokkal
foglalkozom. (A vízszintestől való eltérés mértéke minimum két ezrelék.) A
szennyvízelvezető vákuumrendszer természetesen több egymással összeköttetésben lévő
egyéb műtárggyal és berendezéssel (csővel, gyűjtőaknával, vákuumszivattyúval,
szivattyúval, gyűjtőtartállyal, ipari armatúrával stb.) is rendelkezik.
A fázisoknak a csőkeresztmetszetre vonatkoztatott eloszlása, illetve a kialakuló fázishatár
nagysága és jellege a két áramló fázis abszolút és relatív áramlási sebességétől egyaránt
függ (FARÁDY et al. 1964).
A megoldást célzó vizsgálatok és dolgozatok nagy számát bizonyítja W. Scott 1963-ban
kiadott könyve (SCOTT 1963), ahol 78 oldal terjedelemben dolgozza fel az 1957 és 1963
közötti időszakban közzétett publikációkat, idézi Hodossy Lajos egy cikkében
(HODOSSY 1968).
A számítások nehézségeire mutat rá P. Grassmann, a zürichi ETH (Műszaki Egyetem)
nagyhírű professzora egyik cikkében (GRASSMANN 1965). Itt leszögezi, hogy csupán
18