Hidrológiai Közlöny 1975 (55. évfolyam)

7. szám - Dr. Lipták Ferenc: Esőztető szórófejek u szerkezeti tényezői és energiaveszteségei

Dr. Lipták F.: Esőztető szórófejek II szerkezeti tényezői Hidrológiai Közlöny 1975. 7. sz. 309 A példaként bemutatott 09,05 mm-es fúvókánál különféleképpen értelmezett p értékek alig térnek el egymástól. De nézzük meg még a 2. fejezet végén már említett, 013,0 mm-es legnagyobb kísérleti fúvókát is. Ennél a szórófejcsatlakozásnál H

e= 31,56 m, ^ = 0,913 és p* — — 0,891. A szórófej energiaveszteségét is mutató p** értéket a 0,25 m-el csökkentett H

e értékkel, tehát 31,31 m-el kell számolni, s így p** = 0,893, mely egyben h

v= 10,7%-os értéket is jelent. Ha a p értéket csak két tizedes pontossággal kívánjuk megadni (ami gyakorlatilag teljesen elegendő), akkor nem szükséges a szórófej-csatlakozás és F s közötti magasságkülönbség figyelembevétele, de a felszállócsőben levő sebességmagasságot általában figyelembe kell venni. Az így kapott H értékek az egyes fúvókák, a különféle szórófejek összehasonlításához igen jó alapot szolgáltatnak, egyúttal kisebb eltéréssel az energiaveszteségre is jó tájékoztatást nyújtanak. 5. Az egyenirányító hatása A TISZA-II szórófej sugárcsövébe 50 mm hosszú, 0,5 mm vastag rézlemezből készült + alak egyenirányítót tettünk. Az egyenirányítónak az a szerepe, hogy a sugárcsőben a vízáramlást egyenletesebbé, a vízszálakat párhuzamosabbá tegye. Ennek hatására a vízsugár a fúvóka után hosszabb távolságon marad tömör, a sugár szétterülése kisebb mértékű, a szórási távolság nagyobb. A terelő elemek természetesen többlet súrlódási veszteséget, ezért kismértékű vízhozamcsökkenést is okoznak. Sok kutató szerint egyes szórófejeknél érdemes egyenirányítót tenni, mert a kismértékű veszteségtöbbletnél többet jelent a sugár-javító hatás, a szórási távolság növekedés. Esetünkben a fenti egyenirányítóval az 0 9,05 mm-es fúvóka, ugyancsak a csatlakozásnál (A'-ben) beállított ply — 30,0 m-nél Q= 1,45 l/s vizet adott ki (tehát 0,03 1/s-al kevesebbet). Igv a fí pontban levő 30,38 m energiamagasságból a 25 cm-el magasabban levő /'g-ben 27,05 m sebességmagasság maradt meg. Az energiaveszteség tehát 3,08 m, ami a B pontban levő 30,38 m-nek 10,1%-a. Az alkalmazott egyenirányító tehát 0,03 1/s-os vízhozamcsökkenést, kismértékű p érték csökkenést, és az 1,92 m helyett 3,08 m energiaveszteséget jelent. 6. A KME-2 szórófej energiavesztesége Iígy kétsugárcsöves, szintén l"-os csatlakozású KME-2 szórófej jellemző helyeire szintén beépítettünk nyomáscsapokat, s 5 m-es nyomáslépcsők beállításánál, csak a fősugárcső, majd mindkét sugárcső üzemelésénél mértük az egyes nyomáscsapok közötti nyomáskülönbségeket higanyos differenciál-manométerrel. Ezen mérési eredményeket most nem részletezzük, csupán annak bemutatására, hogy az újabb TISZA-II szórófej hidraulikailag mennyivel kedvezőbb a régebbi KME-2-nél, néhány adatot adunk meg. Amikor a segédsugárcsövet lezártuk a fősugárcsőbe 08,1 mm-es fúvókát tettünk, a szórófej csatlakozásánál p\y = 30,0 m beállításánál a vízhozam 1,14 l/s volt. A felszállócsőben a sebességmagasság 0,23 cm volt, így a csatlakozásnál H

e = 30,23 m. ^ = 0,910 és /u* = 0,907. Az Oehler képlettel számított /Vben a sebességmagasság 26,45 m. A szórófej-csatlakozás és az F, közötti magasságkülönbség 0,19 m. Igv a 2. táblázatban bemutatott számítási móddal az energiaveszteség 30,23 — 26,45 — 0,19 = 3,59 m, ami a 30,23 m-nek 11,85%-a. Az energiaveszteséget is mutató p** értékét a H

e= 30,23-0,19 = 30,04 m-el kell számítani, így 0,909. A tényleges veszteség tehát 9,91%. Ez is mutatja, hogy a más módon számított 11,85%-os érték csak közelítő adat, az eltérést a Bernoulli tétel közelítő pontossága, az F

s érték közelítő meghatározása okozza. Ha mindkét sugárcső üzemel (pl. 8/6-os, vagy 9/5-ös fúvókapárral), akkor az egész szórófejre vonatkozó p, tényező és az energiaveszteség megállapítása még több nehézséggel jár. A KME-2 szórófejnek mindkét sugárcsöve azonos átmérőjű, hosszuk viszont különböző. A szórófejtörzsben az egész vízmennyiség együtt halad, a sugárcsövek elágazásánál az energiamagasság még azonos, de a hosszabb fősugárcsőben a nagyobb vízhozam (és az esetleges egyenirányító) miatt is lényegesen nagyobb a veszteség, mint a rövidebb, jóval kisebb részvízhozamú segédsugárcsőben. Igv a főfúvókába belépő vízsugár energiamagassága kisebb, mint a segédfúvókába belépőé. A szórófej-csatlakozásnál levő H

e [m] egyértelműen megállapítható, de az a számítási mód, hogy a vízhozamképletbe az F [cm

2] helyére a két fúvóka kiömlési élénél levő keresztmetszet összegét tesszük, már bizonyos közelítést jele.nt. A fenti nehézségek tudatában mégis csak eszerint adhatjuk meg az egész szórófej összesített p tényezőjét. Természetesen a főfúvóka azt nagyobb súllyal befolyásolja, mint a segédfúvóka. 7. Összefoglalás A szórófejek p szerkezeti tényezőjének értékét sokkal több tényező befolyásolja, mint a — hidraulikai szakirodalomban részletesen tárgyalt — kúpos csőtoldaton át edényből való kifolyásnál szereplő p víz hozamtényezőét. Adott szórófejre nem lehet egyetlen p értéket megadni, mert az minden fúvókaátmérőnél más, sőt még ugyanazon fúvókánál is kis mértékben változik a nyomás nagyságától is. Az irodalomban, szórófejkatalógusokban sincs pontosan definiálva, mit értenek p tényezőn. A bizonytalanságot elsősorban a vízhozamképletbe helyettesítendő H [m] értékének megállapítása okozza. Az már általában elfogadott, hogy a H [m] értéket a szórófej-csatlakozásnál értjük, de arra, hogy az csupán az általában rugós nyomásmérővel mért ply [m] nyomásmagasságot jelenti-e, vagy pedig az ottani sebességmagasságot is tartalmazza, már nincs utalás. A szokásos p számítási módnál a szórófej-csatlakozás és a fúvókaél (illetve F,) közötti geodéziai magasságkülönbséget mint veszteséget vesszük figyelembe, pofiig az helyzeti energianövekedés. Emiatt a számított p érték nem adja meg pontosan a szórófej energiaveszteségét is (tehát pl. ha azt mondjuk, hogy adott eset-