Hidrológiai Közlöny 1975 (55. évfolyam)

10. szám - Janzó József: Korszerű ivóvíztároló medencék hidraulika kialakítása

Janzó J.: Korszerű ivóvíztároló medencék Hidrológiai Közlöny 1975. 10. sz. 459 csak a belső kábeles, ill. rudas megoldások jöhetnek szóba, mivel ezek küszöbölik ki leginkább a korróziós veszélyt. Feszített szerkezetnek víztároló medencéknél való alkalmazása rendkívül előnyös, mert a feszítés következtében a szerkezet nyomottá válik. így a repedésmentes szerkezet jó vízzárást biztosít. Ezenkívül lényegesen megnövekedik a medencék időállósága és tartóssága is. A nagyméretű medencék szerkezeti tervezését az áramlástanilag helyesen megválasztott medenceforma alapulvételével kell elvégezni. A kedvező áramlási viszonyokat — az előnyösen megválasztott medenceformán túlmenően — külön e célra szolgáló szerkezeti elemekkel lehet megteremteni. A tervezés során különösen törekedni kell az áramlástanilag előnyös sima, ill. lekerekített belső felületek kialakítására. 4.3. Hazai medencetípus kialakítása A Fővárosi Vízmű medenceprogramjának középpontjában a gellérthegyi 2 X 40 000 m

3-es medence áll, amely a későbbiekben kiépítésre kerülő medencesorozat egy tagját képezi. Ennek megvalósítása kapcsán kellett kiválasztani azt a medencetípust, amely víztechnológiai, építéstechnológiai, üzemeltetési és gazdaságossági szempontból egyaránt előnyös, ugyanakkor alkalmas a sorozatban történő kivitelezésre. Az előzőekben ismertetett, nagy mennyiségű víz tárolására alkalmas medencetípusok közül a szögletes terelőfalas tárolók a 4.211 pontban részletezett okok miatt eleve nem jöhettek számításba. A kör alakú koncentrikus, ill. spirál terelőfalas, valamint spirál alakú áramlástanilag előnyös megoldások a nagy űrtartalmú medencék alsó határához közelálló térfogatnál (10 000—20 000 m

3) gazdaságosak. E feletti nagyságrend esetén egyértelműen a zongora alaprajzú tárolók vannak előnyben gazdaságosság szempontjából, ugyanakkor áramlástani szempontból nem maradnak alatta az előbbi megoldásoknak. Ez volt az oka annak, hogy a Fővárosi Vízművek a zongora alakú medencetípus bevezetése mellett döntött. Döntésében még az alábbi szempontok játszottakközre: —- Az áramlástanilag előnyös forma korszerű építéstechnológiával (feszítés) párosul, amelynek következtében a szerkezet vízzárósága és tartóssága a hagyományoshoz képest lényegesen nő. — E medencetípus Münchenben már megvalósult és az üzemi tapasztalatok tanúsága szerint jól bevált. — E korszerű építési mód hazai építőiparunk jelenlegi színvonalán megvalósítható. A zongora alaprajzú medencetípusnak kisebb nagyságrendnél (10 000—20 000 m

3) való alkalmazását a sorozat jellegből adódó építéstechnológiai előnyök indokolják. Ennek tulajdonítható, hogy a Fővárosi Vízművek a nagy űrtartalmú tárolók építésénél a jövőben e medencetípust kívánja felhasználni. A zongora alakú medencék hazai bevezetését — a gellérthegyi medencék tervezése kapcsán — áramlástani kísérletek előzték meg. A modellkísérleteket a Budapesti Műszaki Egyetem Áramlástani Tanszéke végezte dr. Gruber József professzor irányításával. A kísérleti modellen először stacionárius áramlást vizsgáltak, amikor is folyamatos töltést és ürítést tételeztek fel. Áramlási közegként füstöt használtak. A kísérleti(fmodell méretarányát 1 : 80-ban határozták meg. A kísérletek tanúsága szerint mindaddig, amíg az ürítés folyamatos volt, a modellben az áramlás megfelelően alakult. Nem kívánatos örvénylések, holtterek nem jöttek létre, bármilyen is volt a feltételezett víznívó vagy az ürítés intenzitása. Az előkísórletek szerint a modell keresztmetszetében kialakuló sebessógeloszlás elfolyás (ürítés) esetén annál egyenletesebb volt, minél kisebb volt a hozzááramlás (töltés) mennyisége. Így vizsgálataikat a továbbiakban az instacionárius üzemre irányították, s az ellennyomó medencékre jellemző, legrosszabb áramlási esetet, a töltési periódust tanulmányozták. hj A modellkísérletek tanúsága szerint a medencetérbe beáramló közeg sebességének a modell keresztmetszetében való megoszlását a bevezető csatorna és a medencetér közötti rácsfal (réselt fal) döntően befolyásolja. A rács mentén különböző sebességgel belépő közeg — a sebességdifferenciáknak megfelelően — kisebb-nagyobb forgásba jöhet. Az így kialakuló nem kívánatos örvények egyrészt az egyes víztömegek stagnálását, másrészt az érkező részeknek a régivel való keveredését okozhatják. A rácsfalon kialakuló sebességmegoszlás tanulmányozására hét rácstípust vizsgáltak. A vizsgálatok eredménye szerint az a rácsfajta bizonyult a legkedvezőbbnek, amelynél a rácsnyílások az áramlás irányában csökkentek. Ez a rácstípus mind stacionárius, mind instacionárius áramlásnál kiküszöböli az örvényképződóst, a régi közegnek az újjal való keveredését és teljes egészében kielégíti az áramlástani követelményeket. A rácsosztás szélessége 40 cm-ről 30-cm-re csökkent a réselt fal teljes hosszára vetítve. A kísérletek során a vizsgált vízszintingadozás a maximális vízoszlopmagasságnak (8,0 m) 60%-a volt. Ennél kedvezőtlenebb eset a gyakorlatban nem szokott előfordulni. A bevezető kamra hidraulikai kialakítását illetően — a medencéhez hasonlóan — szintén áramlástani kísérleteket végeztek a Műszaki Egyetem Áramlástan Tanszékén. Ennek során bizonyítást nyert, hogy a bevezető kamrában előirányzott bukófal, ill. energia törőfal elhagyható. A javasolt két perforált fal — a bevezető cső diffúzoros kialakításával együtt — elegendőnek mutatkozik arra, hogy az előkamrába beérkező víz további egyenletes áramoltatását biztosítsa. A bukógát elhagyásával a medence üzemeltetése gazdaságosabbá válik, mivel elmarad a bukógáton való átemelés, amely tetemes többletenergiát igényel. A perforált falak javasolt szűkítésének mértéke: „1" jelű perforált falnál: m

1 = 0,126, „2" jelű perforált falnál: r»

2 = 0,350, U 1 „ „ JCI.IÍX . „„ MI „. szabad keresztmetszet ahol a szűkítés: m, ill. m

2 = teljes keresztmetszet Az ellennyomó medencéknél — a víz felhasználásának mértékétől függően — több napos, sőt egyhetes tartózkodás is előfordulhat. Ennek folyamán a víz minősége, összetételétől és eredetétől függően, bizonyos időtartamot meghaladó tároláson túl, — még áramlástanilag kedvező kialakítású medence esetén is — romolhat. Ezért lényeges egy medencénél a max. tartózkodási idő ismerete. E fogalom alatt azt az időtartamot értjük, amelynek folyamán a tárolóban stagnáló víz minőségében íz, szag, szín vonatkozásában, de főleg bakteriológiai szempontból nem következik be változás, ill. romlás. A max. tartózkodási idő — amelyet a modellkísérlet v. az üzemeltetés során lehet megállapítani — lényegesen kihat az üzemeltetésre és megszabja a tározás technológiáját. Ezt a tényt