Kum Tutucu - Parshall Savağı 4. HAFTA BAHAR/2021

Kum Tutucu - Parshall Savağı

4. HAFTA

BAHAR/2021

Kum Tutucu Hesabı

• Bu konuda Samsunlu 2006, S.63’de geniş bilgi verilmiştir.

• Kum tutucular arıtma tesisinde kum gibi ayrışmayan (inert) maddeleri tutmak için kullanılır. Aksi halde tutulamayan kum, sıyırıcılar, pompa ve çamur arıtma birimlerinde problemlere yol açmaktadır. Kum

tutucular akım şartları ve inşa durumları bakımından aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir.

• Dikdörtgen Planlı Kum Tutucular

• Havalandırmalı Kum Tutucular

• Dairesel Kum Tutucular

• Düşey Akışlı Kum Tutucular

• Çorlu Atıksu Arıtma Tesisi için havalandırmalı kum tutucu tipi seçilmiştir.

Havalandırmalı Kum Tutucu

• Atıksularda bulunabilecek kum gibi danelerin tutulup

uzaklaştırılmasında havalandırmalı kum tutucular daha çok

kullanılmaktadır. Havalandırma genellikle basınçlı havalandırma ile yapılmaktadır. Basınçlı hava verilmesi sebebiyle bu kum tutucular bir ön havalandırıcı gibi de rol oynar. Bu nedenle kullanılmış suların

tazelenmesi ve ileri mekanik ve biyolojik arıtma kademelerinin verimlerini arttırması gibi bir faydası da vardır.

• Olağan bakım ve tamir işleri için, kum tutucuyu periyodik olarak boşaltmak gerekeceğinden, iki bölmeli yapmak uygundur.

• Havalandırmalı kum tutuculara ait projelendirme kriterleri Samsunlu, 2006 Tablo 4.8’de verilmiştir.

Havalandırmalı Kum Tutuculara Ait Projelendirme Kriterleri

büyüklük Değişme aralığı Tavsiye edilen değer

Derinlik, m 2-5 -

Uzunluk , m 7,5-20 -

Genişlik, m 2,5-7,0 -

Genişlik:Uzunluk oranı 2:5-1:5 -

Genişlik:Derinlik oranı 1:1-5:1 2:1

Pik debide bekletme zamanı, dk

2-5 3,0

Hava ihtiyacı, m³/m/dk 0,15-0,45 0,3 Kum miktarı m³/1000m³ 0,004-0,2 0,015

• Derinlik : h = 2 – 5 m

• Hidrolik Bekleme Süresi : t = 2 – 5 dk

• 2054 yılındaki; Q_max = 1,388 m³/ sn

• 2 bölmeli kum tutucu seçildiğine göre;

• Her kum tutucuya gelen debi: 1,388 / 2 = 0,694 m³/sn

• Bekletme süresi: t = 3 dk.

• Her bölmenin hacmi: (0,694 m³/sn) . (60sn/dk) . (3 dk.) = 124,9 m³

• Genişlik / Derinlik = 2 alınırsa

• Derinlik = 2,5m seçilirse

• Genişlik = 5m olur.

• Kum tutucu uzunluğu : (124,9 / 2,5*5) L = 11,48m aralıkta uygun!

Debiye göre bölme sayısı seçilecek

(V=Q*t)

Hava İhtiyacı

• Hava ihtiyacı : 0,3 m³ / m /dk seçilirse

• Q_hava = Toplam hava debisi: 0,3m³ / m / dk * 11,48m.

• Q_hava = 3,444 m³ /dk

Kum Miktarı

• Günlük kum miktarı birim debi başına 0,004 – 0,200m³ / 1000m³ arasında değişmektedir.

• Kum miktarı: 0,03 m³ / 1000 m³ seçilirse (kum miktarı*Q)

• Kum miktar: (0,03m³ / 1000 m³)*(1,388 m³/sn)*(86400sn/gün)

• Günlük kum miktarı: 3,6 m³/gün

Parshall Savağı (Venturi Kanalı)

• Bu konuda Samsunlu 2006, S.69’da geniş bilgi verilmiştir.

• Parshall savağı ile hem havalandırmalı kum tutucudaki hız kontrolü yapılmakta hem de debi ölçülmektedir.

• Kum tutucunun her iki bölmesinden sonra; birer parshall kanalı yapılacaktır. Bundan dolayı debi olarak;

• Q = Q_max2055 / 2 alınır. (kum tutucu bölme sayısı kadar parshall savağı yapılır.)

• Q = 1,388 / 2 = 0,694 m³/sn (Her kanaldan geçecek olan debi )

• Venturi kanal( yaklaşım kanalı ) uzunluğu (B) aşağıdaki formülle

hesaplanır. Venturi kanal ölçeği ile ilgili aydınlatıcı bilgiler Şekil 2.1.5 ‘ de görülmektedir.

• B = 1,5 * Q_max^1/3

• B = 1,5 * 0,694^1/3  B = 1,326 m

• B = 1,326m Bu değere karşılık b değer genişliği seçilir. B ve D hariç bütün boyutlar çizelgeden b hızasında okunur. D değeri ise B değeri için verilen değere eşit alınır.

• Venturi kanal ölçeklerinin genel boyutları ile ilgili Samsunlu 2006, Tablo 4.6’dan faydalanılarak;

• B = 1,326 ya yakın değer olarak B = 1,343 seçilir. Buna göre ilgili parametreler aşağıda verilmiştir.

Samsunlu 2006, Tablo 4.6

Samsunlu 2006, Tablo 4.6

b m

A m

2/3A m

B m

C m

D m

F m

G m

K cm

N cm 0,305 1,370 0,914 1,343 0,610 0,845 0,610 0,95 7,61 22,9

KUM TUTUCUDA HIZ KONTROLÜNÜ SAĞLAYAN VENTURİ KANAL ÖLÇEĞİ

2054 max 2054 min

d

h

• Venturi Kanalından Geçen Debi

• Q=2,27*b*H_A^3/2 (4) b tablodan okunur

• Q=2,27*0,305*1^3/2 = 0,69 m³/sn

• H_A =Venturi kanalının en derin yerinden (2/3)A kadar uzaklıktaki su derinliğine eşittir.

• Daralan kısmın uzunluğu A ise krestin (2/3)A kadar önünde su seviyesi ölçülür. Daralan kısım ile boğaz arasındaki kesite krest denir. Venturi kanalı z kadar derin ise;

• H_A = (3) H_A = =1 m

• d = kanaldaki su derinliği, (m)

• z = venturi kanalı taban derinliğinin arttırılma değeri, (m)

• Kum tutucudan sonra venturi kanalının tabanının z

kadar derinleştirilmesinin amacı, su hızını maximum ve minimum debilerde birbirine eşitlemek ve bu iki debi arasındaki değişken hızı yaklaşık olacak şekilde sabit tutmaktır.

• ^{𝑄𝑚𝑖𝑛/𝑛}

𝑄𝑚𝑎𝑥/𝑛 = ^1,1∗

𝑄𝑚𝑖𝑛/𝑛 2,27∗𝑏

2 3−𝑧

1,1∗

𝑄𝑚𝑎𝑥 𝑛 2,27∗𝑏

2 3

−𝑧

= ^0,447/2

1,388/2 = ^1,1∗

0,447/2 2,27∗0,305

2 3−𝑧

1,1∗ ^1,388/2

2,27∗0,305 2 3−𝑧

=

• z = 0,346 m (1)

• 2055 Q_max için su derinliği ise;

• d = 1,1*(^{𝑄𝑚𝑎𝑥/𝑛}

2,27∗𝑏 )^(2/3) − 𝑧 (2) ile bulunur.

• d = 1,1*( ^1,388/2

2,27∗0,305)^(2/3) − 0,346

• d =0,756 (2)

• Kum tutucu ıslak kesit alanı

• A = b*d

• b = Kum tutucu genişliği (m)

• d = su derinliği (m)

• V = ^𝑄

𝐴 = ^{𝐷𝑒𝑏𝑖 (}

𝑚3 𝑠𝑛) 𝐾𝑒𝑠𝑖𝑡 𝑎𝑙𝑎𝑛ı (𝑚²)

• A = 0,305*0,756 = 0,23 m^2

• V = ^1,388/2

0,23 = 3,017 𝑚/𝑠𝑛

• Akımın batmış durumda olmaması için dc+K>dcⁱ => dcⁱ + m ≥ de

• olmalıdır.

• d_c = kritik derinlik

• d_cⁱ = venturi kanalı sonundaki su derinliği

• d_c = ( ^𝑞2

𝑏²∗𝑔)^1/3 = ^{(0,694 𝑚3/𝑠𝑛)2}

0,305²∗9,81

1/3

= 0,81 m

• d_cⁱ = (

𝑞 𝑐

2

𝑔 )^1/3 =

0,694 0,61

2

𝑔

1 3

= 0,51 m

• 0,81+0,0761>0,51 boyutlar uygundur.

K

• Venturi çıkış kanalı ( Q_max için )

• Çıkış kanalı her biri venturi kanalından cıkan ve toplama kanalına ulaşan atık suları taşıyan kanala verilen isimdir. Bu kanalın genişliği 1,0 m olarak seçilmiştir.

• Q = ¹

𝑛R^2/3 J^1/2 (b*h)

• n = 0,015

• j =%0,2

• b= kanal genişliği(m)

• h= kanal su yüksekliği(m)

• 0,694= ¹

0,015 ∗ ^1,0∗ℎ

2(ℎ+1,0)

2

3 ∗ 0,002

1

2 ∗ (1 ∗ ℎ)

𝑄𝑚𝑎𝑥 𝑛

• 0,233= ^ℎ

2ℎ+2

2/3 ∗ ℎ h ≈ 0,55 m

• h = d_e alınırsa

• d_cⁱ + M ≥ d_e M = ? M düşü verilir.

• Venturi çıkışındaki açık kanala M m düşü verilmelidir.

• 0,51 + M ≥ 0,55 M = 0,04

MANSAP ŞARTLARININ TAHKİKİ

• Parshall savağında serbest nap (kritik derinlik) oluşması için mansap tarafındaki akımın serbest yüzeyli olması gerekmektedir. Serbest akımın meydana geldiği en büyük debi,

• Q_max = 2,27*b*(10N)^3/2

• formülü ile hesaplanır.

• Q_max = 2,27*0,305*(10*0,229)^3/2 = 2,4 m³/sn > 0,694 m³/sn dir.

• Bu durumda serbest akım meydana gelmektedir. Bu sağlanamadığı takdirde daha büyük bir (b) değeri seçilir ve kontrol yapılır.

Çizimler

L=11.48 m 5*3=15 m

çizilmeyecek

23m

2m 5m 2m 2m 2m

1m 3m 1m

2m1.5m0.5m

0.5m 1m1.5 m

1m

Parshal savağı