Dominika Nynek
Ochrona środowiska
Gr. Wtorek TN 15:15
Laboratorium Ochrona wód
Temat: Samooczyszczanie się wód powierzchniowych- Sedymentacja zawiesin ziarnistych
Cel ćwiczenia
Tworzenie modelu rzeki na podstawie zadanych wytycznych i ustalenie wpływu określonych parametrów (gęstości, temperatury) na skuteczność przebiegu procesu sedymentacji.
Parametry wyjściowe
symbol | wartość | jednostka | |
---|---|---|---|
Temperatura | T | 12 | °C |
Przepływ | Q | 0,243 | $\frac{m^{3}}{s}$ |
Długość zbiornika | L | 45 | m |
Szerokość zbiornika | B | 3 | m |
Głębokość zbiornika | H | 2 | m |
Rozmiar najmniejszej cząstki | d0 | 3, 00 • 10−5 |
m |
Ilość cząstek | dn | 4 | - |
Różnica wielkości cząstek | dd | 1, 00 • 10−5 |
m |
Współczynnik kształtu | f | 0,85 | - |
Gęstość cząstek | ρ | 2650 | $\frac{\text{kg}}{m^{3}}$ |
Uzyskane wyniki
Zadanie 1.
Na podstawie przeprowadzonych obliczeń przy użyciu programu komputerowego określono wymiary rzeki.
Tab. 1 Wyniki obliczeń
Lp | d | fr |
---|---|---|
- | m | % |
1 | 0,00003 | 36,43982 |
2 | 0,00004 | 64,78189 |
3 | 5, 00 • 10−5 |
100 |
4 | 6, 00 • 10−5 |
100 |
Zadanie 2.
Określenie jak na zmodelowanej rzece będzie się zmieniać efektywność usuwania analizowanych cząstek w zależności od temperatury.
Tab. 2 Wyniki obliczeń
d [m] | 0,00003 | 0,00004 | 5, 00 • 10−5 |
6, 00 • 10−5 |
---|---|---|---|---|
T [°C] | 3 | 6 | 12 | 18 |
|
27,72511 | 30,53852 | 36,43982 | 42,6363 |
49,28908 | 54,29069 | 64,78189 | 75,79787 | |
77,01419 | 84,82921 | 100 | 100 | |
100 | 100 | 100 | 100 |
Zadanie 3.
Ustalenie zależności pomiędzy zmianą gęstości materiału zawiesiny a efektywnością usuwania analizowanych cząstek.
d [m] | 0,00003 | 0,00004 | 5, 00 • 10−5 |
6, 00 • 10−5 |
---|---|---|---|---|
$$\text{ρ\ }\left\lbrack \frac{\text{kg}}{m^{3}} \right\rbrack$$ |
1050 | 1800 | 2650 | 3500 |
|
1,114996 | 17,6735 | 36,43982 | 55,20613 |
1,982214 | 31,41956 | 64,78189 | 98,14422 | |
3,09721 | 49,09307 | 100 | 100 | |
4,459982 | 70,69402 | 100 | 100 |
Wnioski
Jak widać z załączonych wykresów wraz ze zmianą wielkości ziaren na coraz większe wzrasta efektywność ich usuwania – wszystkie ziarna o wielkości od 0,05 mm osadzają się w 100%.
W procesie sedymentacji istotna jest też temperatura wody, gdyż dla frakcji od 1 do 3 wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się efektywność usuwania frakcji. Jednak dla największej frakcji o średnicy ziaren 0,06 mm temperatura wody nie ma kluczowego znaczenia – w każdym przypadku skuteczność jest osiągana w 100%.
Natomiast w przypadku analizowaniu wpływu gęstości ziaren zależność między efektywnością a tym parametrem jest istotna dla wszystkich omawianych frakcji. Dla frakcji pierwszej i drugiej wzrost w zależności od gęstości jest liniowy a dla pozostałych dwóch jest gwałtowny i nieliniowy.