Hidrológiai Közlöny 1955 (35. évfolyam)

1-2. szám - Varrók Endre: Kis vízsebességek mérésére szolgáló műszer laboratóriumi vizsgálata

Varrók E.: Kis vízsebességek mérése Hidrológiai Közlöny 35. évf. 1955. 1—2. sz. i7 A kísérleteknél használt úszók adatai Az úszó a TérTérfogat to u Anyaga Típusa fogata Súlya súlya 0 GQ 1 cm

3 g g/cm

3 4. Plexiglas. A 0,482 0,456 0,948 3. Keménygumi . . . A 0,480 0,451 0,938 1. Fredál . . A 0,485 0,379 0,782* 2. Fredál . . A 0,480 0,477 0,994 5. Fredál . . B 0,695 0,096 1,002 6. Fredál . . B 0,692 0,685 0,990 * Kísérleti darab, mérésre nem alkalmas. A sorszámok a 2. képen látható számozással egyeznek. szóló fejezet végén még visszatérünk ennek az úszónak az ismertetésére. A kúpos üvegcső elkészítését nem tudtuk kielégítő módon megoldani. A szelvénynövekedés nem egyenletes. A tervezett és tényleges csőalak közötti eltérést a 3. ábra „D" jelzésű görbéi szemléltetik. A csőátmérőket 0,02 mm pontossággal határoztuk meg, minden osztásvonásnál. A csőalak hatással volt a hitelesítési görbe alakjára, amit ugyancsak a 3. ábrán, a „v" jelzésű görbén láthatunk. A cső osztása tetszőleges lehet. Az ismertetésektől eltérően az osztást a kúpos üvegcsőre, osztógéppel készítettük. Minden vonás körbefut a paláston, így a paralaxist ki tudtuk küszöbölni. Az osztások távolsága 3 mm, minden ötödik vonás számozott (1—13) a kisebb átmérőjű csővégtől kezdve. A kónuszos üvegcsövet külső intézmény, az osztást a tanszék műhelye készítette. Az üvegcső osztott hossza 200 mm, két végén 10, illetve 22 mm belső átmérőjű, 25—25 mm hosszú hengeres toldattal. A csatlakozó fémrészeket e toldatokkal egyező külső átmérővel készítettük és a vízzárást szorosan illeszkedő gumicső darabokkal oldottuk meg (lásd az 1. és 3. képet). A cső tervezett fél nyílásszöge 3°30'. A műszert egy régi típusú vízszínmérő tűre erősítettük fel és ar.nak segítségével a kísérléti üvegcsatorna belső terében, a fenéklemez felett 300 mm magasságig, a tér bármely pontjára be tudjuk állítani. A műszerek hitelesítése A hitelesítést a műszernek álló vízben, ismert sebességgel történő mozgatása útján próbáltuk megoldani. A műszer készítésével egyidőben terveztünk egy hitelesítő berendezést; a vontatáshoz háromfázisú, rövidrezárt aszinkron villanymotort használtunk. A motor 1000/min fordulatszámát több fokozatú áttétellel csökkentettük. A síneken mozgó kocsi vonókötele dobra csavarodik. A dob kerületi sebessége, az áttételek különböző kombinációi útján, 0,3 cm/sec— 55,4 om/sec határok között, gyakorlatilag 160 fokozatban szabályozható. A berendezés adta lehetőségeket nem tudtuk kihasználni, mert az egyedül rendelkezésre álló medence hasznos hossza mindössze 3,5 m. Különböző okok miatt még ez a hossz is jelentősen csökkent: a vontatószerkezet indításakor a rugalmas acél vontató zsinór megnyúlt, majd hirtelen rövidült és a kocsi sebessége is növekedett, majd csökkent. A kialakuló hosszlengés lassan csillapodott; a kocsi 0,8 —1,2 m hosszú pályán futott végig, míg sebessége egyenletessé vált. Zavart okozott az úszó tehetetlensége is, miután az úszó csak 10—12 másodperc eltelte után jutott el nyugalmi helyzetébe. Gyakorlatilag 10—-15 cm/sec sebességnél már nem lehetett elvégezni a hitelesítést, mert a kocsi teljesen végigfutott a rendelkezésére álló pályán és az úszó még nem érte el nyugalmi helyzetét. A kétségtelenül legkedvezőbb hitelesítési eljárást el kellett vetnünk és más megoldást kellett keresnünk. Ilyen pótló eljárásnak használtuk fel a nyíltfelszínű vízfolyás egyik szelvényében számított középsebesség és az ugyanabban a szelvényben végzett műszerleolvasásokból számított középérték egymáshoz rendelésének módszerét. A hitelesítéseket a kísérleti csatornának ugyanabban a szelvényében végeztük. A nedvesített keresztmetszet szélessége 262 mm volt, a vízmélységet pedig úgy szabályoztuk, hogy 106 mm legyen minden vízhozamnál. A vízmélység beállításában elkövetett 1 mm-es hiba a középsebességben 0,93 százalékos hibát okozhatott. A nedvesített keresztmetszeten kívül a vízhozam ismeretére is szükségünk volt a középsebesség számításához. A vízhozamot a kísérleti üvegcsatorna Bazin-bukójávai mértük. Kiszámítottuk, hogy az átbukási magasság mérésében elkövetett 1 mm-es hiba a mérési hely (szelvény) középsebességében, változatlan 106 mm-es vízmélységet feltételezve, 2,75 százalékos hibát okoz. A feltételezett 1 mm-es hibák hullámzó víznél és gondatlan leolvasásnál előfordulhatnak. Méréseinknél 9 vizet csillapítottuk és a leolvasásokat különös gonddal végeztük. Sikerült elérni azt, hogy a mérési hiba a mérőtűk 0,1 mm-es leolvasóképessége alatt maradt, a középsebességben tehát legfeljebb 0,1—0,3 százalék hiba szerepelhet. Sokkal jelentősebb a mérőbukó pontosságának hatása. A bukó hitelesítésekor a hiba 1,5 százalék körül volt, ez az érték az idők folyamán a bukóéi és a mérőtű korróziója folytán növekedett. A hitelesítés folyamán számbaveendő értékét nem ismertük, de arra a bukó régebbi hitelesítési görbéiről következtethettünk. A pontosság ilymódon becsült értéke 2,5 százalék volt. A hibák halmozódásából a hitelesítési módszer pontosságára 2,6—3,0 százalék adódik. Még néhány számadat a hitelesítés lefolytatásáról: minden műszer mérési határainak megállapítása után a határok közelében 1—1 és azokon belül további 4—5 középsebesség-érté-