IMPACT OF VARYING THROAT DIAMETER IN THE VENTURI SYSTEM ON THE AERATION EFFICIENCY

Abstract

Venturi tube is an applicable and economic alternative device to transfer gas-liquid. It is simply designed easily manufactured and it does not need maintenance. The process of air vacuum through venturi tube has been used widely in many agricultural, industrial and the process of water purification (e.g. chlorine and ozone injecting for drinking water, injecting chemicals as liquid fertilizers in the system of sprinkler irrigation/ transferring dissolved oxygen in drinking water and waste water treatment). The main objective of this research is to evaluate effect of geometric characteristics on the aeration efficiency in the venturi system. To achieve this goal, the venturi is designed and carried out, from transparent polycarbonate. Experiments were conducted on clear-water conditions at different discharges (Qwater): 44.16, 58.88, 73.59 and 88.31 lit/min which correspond to four inlet velocities (v): 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0 m/s. The study involved selecting three different throat diameters (dt): 10, 12.50 and 15 mm, and three different air inlets orifices diameters (ds): 3, 5 and 8 mm. Five different outlets angles have been used (β): 7o, 10o, 15o, 21o, and 25o with inlet angle (α) stabilization at 7o. The inlet and the outlet diameter (D) and throat length (Lt) in all the experiments were constants and equals to 25 and 8 mm, respectively. The results of the study demonstrated that the throat diameter of the venturi tube affects the aeration efficiency.The best results were given for the relationship between (Qair / Qwater) = 92% with outlet angle of 25o in the case of (dt D = 0.4 and ds D = 0.32 and Lt D = 0.32). Additionally, empirical equations were gotten for venturi tubes linking air flow and water flow to throat lengths and diameters, venturi outlets angles. air inlets orifices diameters and Reynolds numbers. الفينشوري هو جهاز بديل اقتصادي قابل للتطبيق لنقل الغاز السائل. إنه مصمم ببساطة وسهل التصنيع ولا يحتاج إلى صيانة. تم استخدام عملية تفريغ الهواء من خلال أنبوب الفينشوري على نطاق واسع في العديد من العمليات الزراعية والصناعية وتنقية المياه (مثل حقن الکلور والأوزون لمياه الشرب ، وحقن المواد الکيميائية السائلة في نظام الري بالرش / ذیاره الأکسجين المذاب في المیاه - معالجة المياه ومياه الصرف الصحي). الهدف الرئيسي من هذا البحث هو تقييم تأثير الخصائص الهندسية على کفاءة التهوية في نظام الفينشوري. لتحقيق هذا الهدف ، تم تصميم الفينشوري وتنفيذه ، من مادة البولي کربونات الشفافة. أجريت التجارب تحت ظروف مياه نقیه عند تصرفات مختلفة (Qwater) :- 44.16 و 58.88 و 73.59 و 88.31 لتر / دقيقة والتي تتوافق مع أربع سرعات مدخل (v) :- 1.5 و 2.0 و 2.5 و 3.0 م / ث علی التوالی. وقد اشتملت الدراسة على اختيار ثلاثة أقطار مختلفة للحلق (dt) :-10 و 12.50 و 15 مم ، وثلاثة فتحات مداخل هواء مختلفة بأقطار (ds) :- 3 و 5 و 8 مم. تم استخدام خمس زوايا مختلفة للمخرج (β) :- 7o ، 10o ، 15o ، 21o ، و 25o مع استقرار زاوية المدخل (α) عند 7o وکان قطر المدخل والمخرج (D) وطول الحلق (Lt) في جميع التجارب ثابت ويساوي 8 و 25 مم على التوالي. وقد أظهرت نتائج الدراسة أن قطر الحلق لأنبوب الفينشوري يؤثر على کفاءة التهوية وقد ٲعطیت افضل النتائج للعلاقة بین Qair/Qwater)) = 92٪ مع زاویة خروج o25 فی حالة dt D) = 0.4 و ds D = 0.32 و Lt D = .(0.32 بالإضافة إلى ذلک ، تم الحصول على معادلات تجريبية لأنابيب الفينشوري التي تربط تدفق الهواء وتدفق المياه بأطوال وأقطار الحلق وزوايا مخرج الفينشوري وأقطار فتحات الهواء وأرقام رينولدز.