Hidrológiai Közlöny 1957 (37. évfolyam)

2. szám - Bözsöny Dénes: Kísérletek a Venturi-csatornával

I Hidrológiai Közlöny 37. évf. 1957. 2. sz. Ilf9 Az öntözött területek növelésével egyidejűleg nagyon fontos feladat a vízhozammérési módszerek és berendezések fejlesztése. Ezt a célt szolgálja a szerző tanulmánya is, amikor a Venturi-vizhozammérő hidraulikai kérdéseit veszi vizsgálat alá. Modellkísérleti úton vizsgálja a visszahatás határának alakulását a szűkítés viszonyának, a torokhosszúságnak és a fenék kialakításának a függvényében. A tanulmány végén a szerző a méretarányhatás kérdésével foglalkozik. Kísérletek a Venturi-csatornával BÖZSÖNY DÉNES A tanulmányban alkalmazott betűjelek jelentése a kővetkező : h

3 hat — az az alvízmélység, mely alatt még nem, de felette már visszahatás következik be, vagyis a felvíz is emelkedik. 7i] — fclvízmélysóg b

l — derékszögű négyszög-szelvényű csatorna szélessége b

2 — a Venturi vízhozammérő csatorna torokszélessége m = b

2/b

1 — a szűkítés viszonya l — torok hossza 4/f* — a veszteség növekedése surrantós fenékkialakítású mérőnél a sima fenekű megoldáshoz képest. Magyarországon a jelenleg berendezett 160 000 kat. hold öntözött területet becslések szerint 1 400 000 kat. holdra lehet és érdemes fejleszteni. Ez a nagyarányú fejlesztés számos vízhozammérő berendezés létesítését teszi szükségessé. Az öntözött területek nagy része síkvidéken terül el, ezért csak olyan vízhozammérő berendezés jöhet szóba, amelynek viszonylag kicsi a vesztesége. Veszteség alatt a mérendő vízhozamhoz tartozó felső és alsó vízszint közti magasságkülönbséget értjük. A kis vesztesége miatt elsősorban a Venturirendszerű vízhozammérő csatornát vizsgáltuk meg részletesen. Hazánkban először 1935-ben Lászlóffy Woldemár [1] a műszaki tudományok doktora, majd 1952-ben Németh Endre [2] a műszaki tudományok doktora foglalkozott a Venturi-vizhozammérő csatornával. A tanulmány szerzője is 1952-ben vizsgálta Szilágyi Gyulának, a műszaki tudományok kandidátusának és Mosonyi Emilnek, a műszaki tudományok doktorának irányításával a Venturi vízhozammérő csatornát az Építőipari és Közlekedési Műszaki Egyetem II. sz. Vízépítéstani Tanszékének laboratóriumában. Vizsgálatainkat a szabadátfolyás határának megállapítására terjesztettük ki. Szabad átfolyásúnak nevezzük az olyan Venturi vízhozammérő csatornát, amelynél az alvíz nem hat vissza a felvízre, vagyis az alvíz emelkedésével nem emelkedik a felvíz. Az irodalomban talált adatok alapján nem állt rendelkezésre egyértelmű adat, ill. összefüggés a szabadátfolyás határának megállapítására. Az irodalomban az alábbi összefüggések találhatók : h

s hat = 0,7 h

A (Jarcev szerint) [3] h

s hat 0,75 + 0,8 \ (Porth szerint) [4] h

3 hat = 0,75 -j- 0,84 li

x (Viljo Hinne szerint) [5] Amint a továbbiakban bemutatjuk, vizsgálataink alapján arra a következtetésre jutottunk, hogy a h

3 hat/A, nem a fenti szűk határok között változik, hanem zérus és 1 között. Ezért vizsgáltuk meg, hogy mitől és hogyan függ a szabadátfolyású, azaz visszahatás nélküli Venturi-csatorna. Majd tanulmányoztuk a különböző fenék kialakítású berendezéseket a nyomásveszteség alakulása szempontjából. 1. A visszahatás határának megállapítása 11. A szűkítés viszonyának hatása A Venturi-csatornának kétféle működését különböztethetjük meg. Az egyik esetben szabad átfolyással, a másikban visszahatással működik a Venturi-csatorna. Szabad átfolyásról akkor beszélünk, ha a torokban rohanással folyik át a víz. Ez csak akkor következhet be, ha az alvíz szintje meghatározott határérték alatt marad. Ebben az esetben a vízhozam meghatározásához elég a felvíz mélységét mérni. A megengedett alvízszint — h

3 hat — felett a rohanó szakasz már nem tud kialakulni. így az alvízszint emelkedésével a felvízszint is emelkedik. Ekkor már az alvíz és a felvíz mélységét is mérni kell, a vízhozam megállapításához. Az így működő Venturi-csatornát visszahatással működőnek nevezik. Természetesen a visszahatás következtében az alvíz és felvízszint közti magasságkülönbség csökken, ugyanekkor növekszik a h

3\h

x értéke és csökken a mérési pontosság. Szabad átfolyással működő Venturi-vizhozammérő csatorna tervezéséhez, ismerni kell a visszahatás határát. Ezt a határértéket az alvíz és a felvízmélység viszonyával lehet megadni. Kérdés, hogy a visszahatás határát jellemző 7Í

3/A, hányados milyen értékek között változik ? Vizsgálataink azt mutatták, hogy ez az érték 0—l-ig változhat. A változást az 1. ábrán feltüntetett grafikon mutatja be. A kis körrel jelölt adatokat kísérlettel állapítottuk meg. Fontosnak tartottuk ezt a vizsgálatot elvégezni, mert az irodalomban különböző viszonylag szűk határok közötti értéket találtunk és úgy tűnt fel, mintha ez az érték valamilyen közel állandó szám lenne. A továbbiakban látni fogjuk, hogy a visszahatás határértéke függ a szűkítési viszonytól, a torok hosszától, és a Venturi-csatorna fenék kialakításától. A vizsgálatot a következőképpen hajtottuk végre. Hét különböző szűkítési viszony mellett, több vízhozamra megszerkesztettük a Lamoenféle visszahatás-görbéket.[6], A vizsgált szűkítési viszonyokat az 1, táblázat mutatja. A Lamoen-