Hidrológiai Közlöny 1954 (34. évfolyam)

5-6. szám - Szepessy József: Csőhálózatok méretezése elektromos analógiával

Szépessy J.: Csőhálózatok méretezése Hidrológiai Közlöny. 34. évf. 1954. 5—6. sz. 279 használatra, ezért a kutatók jobb megoldást kerestek. Ilyen az ú. n. segédellenállásos műszer (4. ábra). Fő részei az R

1 segédellenállás, az R

2 alapellenállás, az együttmozgó C és D csúszókontaktusok, amiket az M motor mozgat, ezt viszont a K relé kapcsolja. A segédellenállás A—fí végpontjaira állandó feszültséget kapcsolunk. A feszültségesés arányos a dróthosszal, ez viszont — lévén a drót háromszögalakra tekercselve — az a; távolság négyzetével arányos. Az üzemi feszültséget az E—F pontokra, tehát az alapellenállás kezdőpontjára és a D csúszókontaktusra kötöm. Ha az Rj ellenálláson C-ig ugyanakkora a feszültségesés, mint az i?

2 ellenálláson D-ig, a K kontaktus feszültségmentes, mert a két ellenállás kezdőpontja össze van kötve. Ha C és D között feszültségkülönbség van, a K relé kapcsolja az M motort, ami elmozdítja a kontaktusokat. Tegyük fel, hogy az E—F közti feszültségkülönbség akkora, hogy a rendszer egyensúlyban van. Változtassuk meg értékét, az előbbinek a négyszeresére. Ekkor, mivel E—D feszültség négyszerese lesz az A—C értéknek, K relé bekapcsolja a motort, ami jobbfelé mozdítja a csúszókontaktusokat. Mozgat, a egészen addig, míg a C kontaktus a segédellenálláson olyan pontig ér, ahol feszültség értéke az előbbinek négyszerese. Ez, mint az előbb láttuk, kétszeres x távolságban van. Ideérve a relé kikapcsol, a műszer megáll. Ekkor az i?

2 ellenállásról a D kontaktus, ami szintén 2x távolságig jutott, kétszeres nagyságú ellenállást kapcsolt be. Négyszerakkora feszültség egy kétakkora ellenálláson csak kétszeres áramerősség mellett lehetséges, mivel U = RI. A feszültség tehát az áramerősség négyzetével változott.

5 Megjegyzem, hogy ez a leírás csak a műszer elvi vázlata. A műszer ellenállásai cserélhetőek ; fel van szerelve olyan végkontaktusokkal, amik, ha a motor ütközőig futott jelzik, hogy egy ellenállást hibásan választottunk meg. Az itt közölt kapcsolásban minden segédellenállást külön áramforrásra kell kötnünk, amit ú. n. differenciálrelék alkalmazásával kerülhetünk el stb. Foglalkoznunk kell még a csomóponti áramelvezetésekkel. A csomóponti elvezetéseket a fogyasztás szabja meg ; feltételezzük, hogy a 5 A szabatos levezetéseket a könnyebb olvashatóSág kedvéért, szándékosan hagytam el ; a szöveg alapján könnyen felírható. nyomás nem lesz olyan kicsi, hogy a szükséges mennyiségű vizet a hálózatból ne tudjuk kivenni. Ha a csomópont feszültségét előre ismernénk, akkor az elvezető ellenállás méretét könnyen meg tudnánk adni az R = U/I képlettel. Viszont ez a potenciál éppen az egyik keresett mennyiség. Ha egy hálózatot 1 m = 1 V arányban építüpk és a teljes veszteség 100 m-nél kisebb, akkor a teljes feszültségesés a kezdő és végső csomópont között 100 Volt lehet. Tételezzük fel, hogy annyi is lesz. A méreteket úgy választjuk, hogy a csomóponti elvezető ellenállásokra további 150—250 Volt jusson. Ebben az esetben jól használhatjuk az ú. n. elektron stabilizátort. Ez egyszerű szerkezet ; egyetlen mozgó alkatrésze sincs : megfelelően kapcsolt, közönséges rádiócső. A 150—250 Volt feszültségkülönbségen az áramerősség értéke maximum 2—3 százaléknyit változik. Mivel azonban nem valószínű, hogy egy pont feszültsége ennyit változzon, az áramerősség változása ennél is kisebb lesz. Megjegyzem, hogy ha az előbbi segédellenállásos műszerben a segédcllenállást nem háromszög-, hanem négyszögalakra tekercseljük, az alapellenálláson átmenő áram erőssége független a feszültségtől, így ezt is használjuk csomóponti elvezetésre. Szólni kell néhány szót a műszer állandóinak megválasztásáról. 1 : 4 arányban változó csőátmérőt 0,3—3,0 m/sec közti sebességet, 50—2000 m közti csőhosszat figyelembevéve, az ellenállás értéke 40 000-szeresen is változhat. Ezt a műszeren cserélhető üzemi ellenállásokkal oldották meg néhány tizedtől 10 000 Ohmig ; a finomabb szabályozást a segédellenállás állítható előtétje adja. A magasságveszteséget 1 m = 1 Volt -r- 1 m = = 10 Volt között veszik fel. Az áramerősségek értéke ezekből adódik. A vizsgálat lefolytatása a következőképpen történik : Felrajzoljuk a hálózatot, a vízfogyasztásokat és felveszünk első közelítésként egy vízszállításmegoszlást. Ehhez választunk csőátmérőket. A hosszak és átmérők a felvett adatok, ezt a variánst kell most ellenőrizni. Ezután a szállított vízhozamtól függetlenül megnézzük, hogy a maximális 3 m sebességnél ez a cső mennyit szállítana, és mennyi az ehhez tartozó nyomásveszteség a megfelelő hosszon ; pl. egy 500 m hosszú 300 mm átmérőjű csőnél 211 liter/sec víz, 24 méter nyomásveszteséggel folyik le. Ezt a megfelelő léptékben átszámoljuk, pl. I méter = 1 Volt és 1 liter = 0,01 mA ; az ellenállás ebből kereken 11 ezer Ohm-ra adódik. Tehát ennek a vonalnak a helyére olyan műszert teszünk, amelyikben az alapeljenállás, teljes kitérésnél II ezer Ohm és a segédellenállás teljes feszültsége 24 Volt, vagy ennél egy kevéssel több. A számítást táblázatosan végezzük. A műszerre választott paramétereket néhány átkapcsolással és ellenállás-állítással szabályozzuk és a műszereket az adott hálózat vázlata szerint összekötjük. Beállítjuk a csomóponti elvezető ellenállásokat és bekapcsoljuk az áramot.