Hidrológiai Közlöny 1971 (51. évfolyam)
8-9. szám - Dr. Starosolszky Ödön: A mérőműtárgyak méretezésének néhány részletkérdéséről
Dr. Starosolszky Ö.: A mérőműtárgyak méretezése Hidrologiai Közlöny 1971. 8—9. sz. 413 végezhetjük el, hogy a műtárgy vízhozamgörbéjének ordinátáit a küszöbkiemelés mellett érvényes visszahatási határ viszonyszámmal szorozzuk. Ha az így kapott görbe a meder természetes vízhozamgörbéje felett halad, a műtárgy megfelel, mert minden esetben szabad átfolyással működik. A mérőműtárgy típusának, és a duzzasztást befolyásoló méreteinek (a p küszöbmagasságnak és a L torokszélességnek) a függvényében számos, ezt a feltételt kielégítő műtárgy tervezhető. Közülük olyant kívánunk kiválasztani, amely éves viszonylatban a legkisebb átlagos energiaveszteséget okozza. Ezt a vízhozam-, esésveszteség- és a belőlük származtatható teljesítmény veszteségsűrűségi (gyakorisági) görbe alapján hajthatjuk végre. A vízhozamsűrűségi görbe ismeretében meghatározható az esés veszteség sűrűségi görbe is, ha a megfelelő vízhozamértékhez tartozó és az alvízre és műtárgyra jellemző vízhozamgörbe közötti ordináta-különbségeket a vízhozamnak megfelelő vízszintesben ábrázoljuk. Ismeretes, hogy h magasságveszteségnél a Q vízhozamból eredően N= yQH= 1000 Qh [mkg/s]=9,8 Qh [kW] (3) teljesítményveszteség áll elő. A teljesítményveszteség sűrűségi görbét tehát megkapjuk, ha az összetartozó Q és h értékeket összeszorozzuk, és az abszcisszán ezeket ábrázoljuk. Nyilvánvaló, hogy az évi energiaveszteség a teljesítmény veszteség sűrűségi görbe alatti területtel arányos, azaz T T E= j N dt = f 9,8Qhdt. (4) o o A különböző mérőműtárgyakhoz így meghatározott energiaveszteségek közül a minimális értékű adja az energiaveszteség szempontjából legkedvezőbb mérőműtárgytípust, illetve méretet. 2. Az energiaveszteségből eredő mérési üzemköltség meghatározása Minden mérőhelyen, amelyet öntöző vagy belvízcsatornára telepítenek, az így előálló energiaveszteség a szivattyúzás költségeinek megnövelése (vagy az uralt terület csökkenése) révén üzemköltségként jelentkezik. Az évi energiaveszteséget meg kell szorozni az energia fajlagos költségével, hogy a K évi üzemköltséget kapjuk az 77 hatásfok figyelembevételével. T K = _»jSa_ J Qhd( (5 ) ^ 0 Általában feltehető, hogy az adott körülmények között 1 m 3 vízmennyiségnek 1 m magasra emelése átlagosan egy állandó fajlagos üzemköltséggel, kval jár és így az adott helyre vonatkoztatva k = —— értékkel is számolhatunk, vagyis T K = k J Qhdt. (6) (i Abb. 2. Bestimmung der Energieverlust-Knsten mit Hilfe der Abflussmengen-Dauerkurven Az összefüggést a 2. ábra magyarázza. Egyes esetekben az esésveszteség megadható a vízhozam függvényeként h=f(Q) alakban és így az üzemköltség a vízhozammal közvetlenül is kapcsolatba hozható. Legegyszerűbb esetben, nyomás alatti átfolyásnál h=bQ n (7) alakú az összefüggés, ahol b és n állandó, mégpedig y 2. Ekkor T K = bk I' Q 1+ ndt (8) 0 függvény alkalmazható, vagyis az energiaveszteség jellemzéséhez a Q l~ n értékök gyakoriságösszegező görbéjét kell előállítani. Csatorna fenékszintjére vonatkoztatva P fenékküszöbnél, a sebességmagasságok elhanyagolása után h=P+H-h a, (9) A képletbe helyettesíthető H helyére a Q=MLH r összefüggésből és a h a helyére a Q=Ah m összefüggésből kifejezett Q, azaz &)'-(!)" <>0) ahol M a vízhozamtényező, L jellemző méret, r, TO és A állandók. Ez az összefüggés lehetővé teszi, hogy a Q vízhozamból az energiaveszteséget közvetlenül számítsuk, vagy az 1. ábra felső mezőjében vázoltakhoz hasonlóan leolvassuk. 3. Az alulról befolyásolás okozta vízhozamcsökkenés elhanyagolásából származó hiba Ha az alvíz hatását nem tudjuk teljesen kiküszöbölni és bizonyos vízhozamtól kezdve már viszszahat, vagy figyelembe kell venni a vízmennyiség-
