BASINÇLI SU BORULARINDA HAVA İLETİMİ VE OKSİJEN TRANSFERİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Sudaki çözünmüş oksijen miktarı, su kalitesi açısından çok önemli bir parametredir. Suyun yapı ile çok kısa bir süreyle teması durumunda bile, Hidrolik yapıların küçük su birikintileri içerisindeki çözünmüş oksijen miktarına önemli etkileri vardır. Oksijen transferinin hızlanmasındaki en önemli neden akım içerisine çok sayıda hava kabarcığının girmesidir. Bu hava kabarcıkları kütle transferi için gerekli olan yüzey alanını büyük miktarda artırır. Serbest yüzeyli akımlara ait havalandırma özellikleri laboratuar ve saha şartlarında etraflıca araştırılmıştır. Ancak basınçlı borulara ait havalandırma verimi özellikleri ve oksijen transfer verimleri araştırılmamıştır. Bu çalışmada basınçlı borulara hava girişi ve bunun oksijen transferine etkisi araştırılmıştır. Konduit kapağınm kısmen açık olduğu durumda oluşan düşük basınç, havayı kapak mansabındaki delikten içeri doğru sürükler. Su içerisine giren hava kapak mansabında çabuk bir şekilde küçük hava kabarcıklarına bölünmeye zorlanır. Su içerisinde oksijenin çözünmesi konduitlerde kapak mansabında oluşan bu emmeden kaynaklanmaktadır. Ayrıca yüksek basınçlı borulardaki akım sistemi oksijenin su içerisinde çözünmesini kolaylaştırır. Araştırma sonuçlan yüksek basınçlı kapaklı konduitlerin, suda çözünmüş oksijen değerini neredeyse doygunluk değeri derecesine çıkardığını göstermiştir. Bu nedenle yüksek basınçlı kapaklı konduitler oksijen transferi açısından oldukça yüksek verime sahiptir. Venturi sistemlerinde daralan kesit içerisinde ilerleyen suyun hızının ani bir şekilde artması sonucu venturi boğaz bölgesinde düşük basınç oluşur. Hız değişiminin neden olduğu bu IXdüşük basınç havayı sistem içerisine sürükler. Sistem içerisine giren hava miktarı venturi giriş- çıkış kesitleri arasındaki orana bağlı olarak değişir. Bu çalışmada, venturi tüpünün giriş çapı, boğaz bölgesi çapının giriş çapına oranı, mansaptaki boru boyu, mansaptaki borunun eğimi ve giriş hızının değişiminin hava çekme verimi üzerindeki etkisi deneysel olarak araştırıldı. Sonuçlar, venturi tüpleri ile yapılan sistemlerinin hava emme ve oksijen transfer verimlerinin yüksek olduğunu göstermiştir. Havalandırma, hem tabii hem de mekanik yollarla, hava ve su arasındaki temas yüzeyini artırmayı sağlayan bir metottur. Uygun ve doğru bir havalandırma küçük su birikintileri ekosisteminde dikkate değer iyileşme sağlayabilir. Bu çalışmada venturi tüplerinin ve yüksek basınçlı kapaklı konduitlerin kullanıldığı iki fazlı akım sistemleri ile küçük su göletlerinin havalandırılması araştırılmıştır. Sonuçlardan iki fazlı akım sistemlerinin derin göletlerde sığ göletlerden daha yüksek verime sahip olduğu görülmüştür. ANAHTAR KELİMELER: Oksijen transferi, Havalandırma, Havalandırma verimi, Hava girişi, İki fazlı akım, Çözünmüş oksijen, Kapaklı konduit, Venturi X