Hidrológiai Közlöny 1960 (40. évfolyam)

3. szám - Fáy Csaba: Venturi-szonda alkalmazása öntözővíz mérésére

Hidrológiai Közlöny 1960. 3. sz. 199 Venturi-szonda alkalmazása öntözővíz mérésére FÁ Y OS ABA .Műszaki Egyetem Vízgépek Tanszéke, Jturlapest Bevezetés A hazai öntöző szivattyú telepeken az utóbbi években kezdik rendszeresíteni a vízmennyiségmérő berendezések használatát. Az általunk eddig kismintán megvizsgált és bevezetésre került módszerek közül említésre méltó a szivattyú szívócsonkban [1 | és könyökcsőben való mérése [2]. Ezek külön mérési energiát nem fogyasztanak. Hártányuk. hogy csak ott alkalmazhatók, ahol a csővezetékben mérésre alkalmas könyök, vagy megfelelő szívócsonk van. Ahol ilyen nem található, ott más módszereket kellett keresni. A külön energiát igénylő módszerek közül elsősorban a Venturi-mérő jöhet figyelembe, mint amelyiknek a legkisebb az áramlási ellenállása a torló-elven működő módszerek között. A Venturi-mérő hátránya, hogy elég hosszú egyenes csőszakasz szükséges hozzá, továbbá, hogy meglevő szivattyútelepeken a mérő utólagos beiktatása aránylag nagy építési munkát igényel. Az aránylag nagyméretű, pontosan megmunkált csődarabok ára is jelentős. Hordalékos víznél a Venturi-cső előtt iszap is rakodhat le, ami a mérést meghamisítja. Ennek elkerülése az irodalmi adatok szerint féloldalt szűkített csővel lehetséges, amit azonban hitelesíteni kell. Olyan esetben, ahol Venturi-mérőt is be lehetne építeni a csőbe (mert rendelkezésre áll a megfelelő hosszúságú egyenes csőszakasz) sokkal előnyösebben alkalmazható a Venturi-szonda. I. A Venturi-szonda ismertetése A Venturi-szonda lényegében egy mellékáramkörű mérőnyomásfokozó berendezés (1. ábra). A teljesen kitöltött szelvényű, nagy átmérőjű csőbe kicsiny csődarabot helyezünk, amelynek belseje Venturi-cső elve szerint szűkül össze. A szonda belsejéből két különböző helyről elvezetett statikus nyomás különbsége függ a helyi sebességtől, illetve a vízmennyiségtől. A nyomáskülönbség lényegesen nagyobb, mint a sebességmagasság ; annak többszöröse lehet, s a cső végére felhúzott sarkantyúgyűrűvel — csekély áramlási többlet-veszteség árán — jelentősen fokozható. 1. ábra. Venturi szonda elvi elrendezése 0ue. 7. TeopemimecKa.H cxeMa Aoma BeHmypu Fig. 1. Diagrammatical arrangement of Venturi sounder A Venturi-szonda áramlási ellenállása jelentéktelen. A két megcsapoláson statikus nyomást mérünk, torlópont nincs benne, ezért az eldugulás veszélye nem áll fenn. Természetesen elég hosszú egyenes csőbe kell beépíteni, hogy a szonda helyén a helyi sebesség és az átlag sebesség aránya tág határok között állandó legyen. A beépítés helyén a szondát hitelesíteni kell. A Venturi-szonda külföldön Pitot—Venturicső néven jól ismert és gyakran alkalmazott szerkezet. Az újabb szakirodalomból említésre méltó az amerikai Stoll munkája [3, 4], aki a korábbi irodalom alapján kétlépcsős szondát készít, továbbá Dall'Armi munkája [5], amelyben egy vízerőmű nyomócsövébe épített szondát ismertet. Az öntözővíz hordalékos volta miatt a kétlépcsős megoldás — az aránylag szűk áramlási keresztmetszetek miatt — nem jöhet figyelembe. Dall'Armi a hordalék ellen úgy védekezik, hogy a szondát a csőben időnkint megfordítja. Iránybeállításra egy vitorlát épít a szondára. Ezek a szerkezetek igen bonyolultak és a torlópont elkerülésével feleslegessé tehetők. Az általunk szerkesztett Venturi-szonda metszetének vázlata a 2. ábrán látható. A szondacső 75 mm, a nyílás legszűkebb keresztmetszetének átmérője 40 mm. A cső hossza 273 mm. A cső végére felhúzott sarkantyú-gyűrű külső átmérője 100 mm. Azt a megcsapolást, ahol a nyomás nagyobb, a cső elején készített egyenes szakasz oldalába fúrtuk, míg azt, ahol a nyomás kisebb, a mérőszakasz közepére. A szonda a nyomást közvetítő csővezetékekre van felfüggesztve. A kettős cső a szondát a beépítés helyén a két méter átmérőjű cső függőleges középsíkjában a fal alatt 500 mm mélyen, mereven tartja (3. ábra). Meg kell jegyezni, hogy ha körkeresztmetszetű csőben a sebességet a faltól 0,119d távolságban mérik, akkor ott jó közelítéssel közvetlenül a közepes sebességet kapják [6]. A Venturi-szonda azonban nem pontszerű sebességet mér. és a fal közelében az egyenlőtlen sebességeloszlású áramlásban elhelyezve nem a középvonalának megfelelő helyi sebességet méri. Ezért a szondát cél+ í I ~ 2. ábra. Az általunk kivitelezett szonda főméretei 0m. 2. raöapumu Aoma, ucnoAHeuHOso HOMU Fig. 2. Main dimensions of the Venturi sounder tested