Hidrológiai Közlöny 1960 (40. évfolyam)

3. szám - Dobos Alajos–Szolnoky Csaba: Szívóaknák hidraulikai vizsgálata

Hidrológiai Közlöny 1960. 3. sz. 185 Szívóaknák hidraulikai vizsgálata DOBOS ALAJO S—S ZOLNOKY CSABA Építőipari és Közlekedési Műszaki Egyetem, Budapest A gépi (szivattyús) vízemelés hazai viszonyaink között — -az adottságok és a vízgazdálkodás különböző szakágazataiban felmerülő igények miatt - ma már igen nagy jelentőségű. A vízemelési feladatok száma és jelentősége elsősorban a nagyszabású öntözési, belvízrendezési, valamint tógazdasági fejlesztési tervek végrehajtása során növekedett meg. A gazdaságos szivattyúzási üzem feltételeinek biztosítását elsőrendű feladatnak kell tehát tekinteni. Ennek érdekében a tervezés és üzemelés során felmerülő műszaki, valamint hidraulikai kérdések megoldásai is állandóan fejlesztésre szorulnak. A gazdaságos üzemelés egyik legfontosabb műszaki előfeltétele a korszerű, jó hatásfokkal működő gépcsoport (hajtómotor és szivattyú) alkalmazása. Azonban a legkorszerűbb gépcsoport §em működhet jó hatásfokkal, ha a megfelelő üzemi körülményeket - a szívó- és nyomóakna, valamint a csővezetékek hidraulikai szempontból kedvező alakját, a szivattyú megfelelő elhelyezését stb. egyidejűleg nem biztosítjuk. Az üzemi viszonyok vizsgálatát tehát a szivattyúállás vagy szivattyútelep, azaz a „szivattyúzási hely" egészére kell kiterjeszteni. A tervezés éppen ezért akkor történik megfelelő módon, ha az építményeket a szivattyú típusának, alakjának, méreteinek és üzemi követelményeinek megfelelően választják meg. Ez egészen természetes is, a gyakorlati megvalósítás során azonban számos nehézség jelentkezik. Ezek közül is kiemelkedik, mint legnehezebben megoldható kérdés, a szívó- és nyomóakna hidraulikai méretezése. A változó és sok esetben bonyolult helyi körülmények miatt, a pontos számítási eljárások helyett, rendszerint csak gyakorlati szempontokat és tervezési irányelveket lehet megadni. Ez is oka annak, hogy a hazai szakirodalom és szabványok a tervező részére csak igen kevés közvetlenül felhasználható alapadatot szolgáltatnak. Igen fontos lenne tehát, hogy a leggyakrabban használt szivattyú-típusokra (Gorup, RCs, TO, CsV stb.) és szivornyákra, illetőleg ezek leggyakrabban alkalmazott elhelyezési eseteire ezeket az alapadatokat meghatározzuk. Nem kétséges, hogy ez lehetséges is. Véleményünk szerint ezt a feladatot laboratóriumi vizsgálatokkal és helyszíni mérésekkel lehet megnyugtató módon megoldani. Hazai laboratóriumaink végeztek már néhány — általában bonyolultabb — szivattyú-elhelyezési vagy üzemi esetre modellkísérletet, ezek azonban jellegüknél fogva általános érvényű tervezési adatot keveset szolgáltattak. Az Országos Vízügyi Főigazgatóság Vízhasznosítási Osztályának az átmeneti műtárgyak vizsgálatára vonatkozó — megbízása keretében az I. Vízépítéstani tanszék — Dr. Németh Endre tanszékvezető egyetemi tanár irányításával a szívó és nyomóaknák áramlástani kérdéseivel is foglalkozott. Ebben a tanulmányban csak a szívóaknák áramlási viszonyaira vonatkozó — az 1958—59. évben végzett laboratóriumi vizsgálatainkat és kapott eredményeinket ismertetjük. Kísérleteinket előbb ferde (45°-os), majd — vizsgálataink többségében — függőleges elhelyezésű szívócsővel végeztük. Mielőtt azonban ezek részletkérdéseivel foglalkoznánk, áttekintjük a szívóaknák tervezésével kapcsolatos hidraulikai szempontokat, megállapítjuk a megoldásra váró feladatokat, majd ismertetjük a vizsgálatainkhoz alkalmazott berendezéseket. Hidraulikai szempontok a szívóaknák vizsgálatához A szívóakna feladata az, hogy az előtte lévő csatorna közvetítésével a hozzá érkező vízhozamot minél kisebb áramlási veszteséggel, folyamatos felgyorsítással, leválások (örvényterek), valamint légbeszívás nélkül vezesse a szívócsőbe, vagy szárnylapátos szivattyúk esetén - kedvező rááramlást biztosítson a lapátkerékre. Ebből az következik, hogy a szívóaknákkal kapcsolatos hidraulikai feladatokat csak akkor lehet átfogó módon megoldani, ha a vizsgálatok a víznek az aknába történő bevezetésére, a csatorna és szívóakna közti átmeneti szakaszra, valamint magára a szívóaknára egyaránt kiterjednek. A viz helyes bevezetése a szívóaknába hidraulikai szempontból igen fontos, mert ennek helytelen megoldása az egyébként megfelelően készített szívóakna áramlási viszonyait is leronthatja (mivel leválások, örvényterek stb. keletkezését teszi lehetővé). Ezért tervezés során elsősorban a bevezetés megfelelő megoldásával kell foglalkozni és a szívóakna helyét már a bevezetési mód figyelembevételével célszerű kijelölni. A tervezés egyik legfontosabb kiindulási alapelve az. hogy a szívóakna függőleges szimnietriasíkja a csatorna szimmetriasíkjával egybe essék, mert a tapasztalatok szerint az áramlási viszonyok ebben az esetben a legkedvezőbbek. Ha bizonyos esetekben a helyi viszonyok ezt nem teszik lehetővé, akkor a csatorna helyszínrajzi vonalvezetését úgy kell módosítani, hogy a szívóakna előtt — a rendezett áramlási viszonyok elősegítése érdekében megfelelő hosszúságú egyenes szakaszt biztosítsunk. Amennyiben ez sem lehetséges, úgy a rendezett áramlást a szívóakna oldalfalainak meghosszabbításával lehet elérni. Simonfai László — külföldi tanulmányútjain szerzett megfigyelései alapján felhívta a figyelmünket arra. hogy a rendezett áramlási viszonyok biztosítására az oldalfalak meghosszabbítása helyett függőleges alkotójú íves terelőfelületeket is alkalmaznak. Az átmeneti szakasz feladata hidraulikai szempontból az, hogy a csatornában érkező vizet örvényterek keletkezése nélkül vezesse be a szívóaknába. Az éles iránytöréseket, pl. a csatorna