Hidrológiai Közlöny 1959 (39. évfolyam)

3. szám - Vágás István: Vízhozammérés jelzőanyaghullám segítségével

206 Hidrológiai Közlöny 1959. 3. sz. Vágás I.: Vízhozammérés jelzőanyaghullámmal hiszen az adagolási idő eltelte után bármeddig is folytatjuk a mérést, a beadagolt jelzőoldat menynyisége már nem változhat tovább. A (7) egyenletben a V

a jelölés az adagoló edény térfogatát jelenti. Ez az érték közvetlenül is megmérhető, és ezért nem fontos a Q

a = Qa (t) függvény számszerű ismerete. Ha az átfolyási hullám és a vízszintes koordináta tengely között mérhető területet (dimenziója : mg-sjl) A-vai jelöljük, felírhatjuk, hogy r J C(t

) • át (8) A (6) egyenlet átalakításával és rendezésével: Q = (9) (9)-ben C

a és V

a már a mérés előkészítése során ismert értékek, A-t pedig a mérés eredményeként kapjuk. Egyébként arra nem volna különösebb szükség, hogy C

a értéke állandó legyen. Ehhez főként a mérés könnyebb végrehajtása érdekében ragaszkodhatunk. Az E

a érték ugyanis közvetlenül, a beadagolt jelzőanyag súlyának megmérésével is meghatározható. Ebben az esetben azonban a viszonylag egyszerűen megállapítható töménységi viszonyszámok helyett a töménységmérésnél is tényleges súlyértékeket kell meghatároznunk. Ez lényegesen bonyolultabbá teszi az eljárást. Az E

a érték közvetlen ismerete esetén a (9) egyenletből következően : 0- — V A' (10) határozott nagyságú vízhozamok megmérésére van módunk. A hígítási módszerre vonatkozóan levezettük, hogy a még mérhető legnagyobb vízhozam Qmax - y -^r, (11) ahol az egyes tényezők megválasztásával az adott jelzőanyaggal elérhető legkedvezőbb értékekre törekszünk. Konyhasó esetén megfelelő mérési biztonságot jelent, ha a C

a\C

T érték 500-nál kisebb. Minthogy T értéke a mérendő vízhozam esetleges mérés közbeni változása miatt sem lehet nagyobb 15—20 percnél, egyszerűség kedvéért szélső értékét 1000 másodpercben szabhatjuk meg. Ezekből (konyhasó esetére) Qmax (l/sec) = 0,5 Va (1) (12) Az átfolyási hullám alkalmazásán alapuló módszernél számításunkhoz közelítéssel kell élnünk. Az átfolyási hullámot — az alaki hasonlóság miatt —• helyettesítsük háromszöggel (2. ábra). Ekkor A=\-C

m-t

b (13) ahol C

m = az átfolyási hullám legnagyobb ordinátája, h = az átfolyási hullám alaphossza. A (13) egyenletet (9)-be helyettesítve : Qmnx — 2 • C

a V

a tb (14) Az átfolyási hullám meghatározásán alapul ó mérési eljárás bizonyos mértékig hasonló a Stromeyer-féle 1905-ben közzétett eljáráshoz [5, 6]. Stromeyer és követői azonban azt tanácsolták, hogy a jelzőoldatot olyan hirtelen zúdítsák a vízfolyásba, amint ez lehetséges. Véleményünk szerint ez a gyakorlat feltétlenül elvetendő, mert a hirtelen adagolás során a Q

a érték Q-hoz képest, ha rövid időre is, túl naggyá válhat, és a rövid jelzőhullám a pontos méréshez szükséges időtartamhoz képest meglehetős hamar levonulhat. Ezek a körülmények Q meghatározását bizonytalanná és pontatlanná tehetik. A CajCm viszonyra vonatkozóan pontos értéket nehéz megállapítani. Az átfolyási hullám meghatározásánál előálló nagyobb bizonytalanságok miatt nem volna célszerű olyan nagy O

a/C

m viszonyt megengedni, mint tettük ezt a C

aIC

r viszonynál. Kísérleti adatok hiányában jelenlegi ismereteink alapján konyhasó használata esetén 350-nél nagyobb viszonyszám használatát nem ajánlhatjuk. A tb értékre — T-hez hasonlóan — maximálisan 1000 sec-ot engedhetünk meg. Eszerint: Qmax (l/sec) = 0,7 Va (1) (15) 100 l-es edény birtokában átfolyási hullám meghatározása útján tehát konyhasót alkalmazva jelzőanyagul legfeljebb 70 l/sec vízhozam megmérésére vállalkozhatunk. Megjegyzendő, hogy Példa a (9) egyenlet alkalmazására : Laboratóriumi kísérletek során (a Műegyetem I. Vízépítéstani tanszékén, 1954-ben), az 1. ábrán látható átfolyási hullám által ábrázolt összefüggés jellemezte a C — CV) kapcsolatot. A vízfolyásba Va = 12,0 l jelzőoldatot adagoltak, C

a = 11 250 E/l (súlyegység/l) töménységgel. Az átfolyási hullám alatti terület megméréséből megállapítottuk, hogy A = 39 900 E • pere/1 = = 2394 E.sec/cm

3. Ezekből: Q = 11250-12,0 2394 = 56,4 cm

3/sec A köbözés útján meghatározott vízhozam 56,0 cm

3'sec volt. A kétféle mérés eredménye közötti eltérés tehát 1%-nál kisebb. Mint a hígítási módszer esetében is [4], az átfolyási hullám alkalmazása során is csak meg2. ábra. Segédábra a (13) egyenletben leírt közelítéshez 0UE. 2. rpa(puK, ucnoAb3oeaHHbiü ÖAH npiiÖAiiwceHUH, onucaHHoeo e ypaeHenuu (13) Fig. 2. Auxiliary graph for the approximation described by Eq. (13).