Hidrológiai tájékoztató, 1964 június
HIDROMECHANIZÁCIÓS ANKÉT - Ivicsics Ferenc: A bajai hidromechanizációval épülő töltéserősítési munkák során végrehajtott kísérleti mérések
kiindulva végeztünk kísérleteket a zagy sebességének festés segítségével történő meghatározására. Festéssel történő méréseinket három lépésben végeztük el. 1.) A vezetékben áramló tiszta víz sebességének mérése 2.) Zagy sebességének mérése 3.) A zagyot alkotó szemcsék átmérőjénél nagyobb átmérőjű szemcsék sebességének mérése. Ezzel kapcsolatosan az első megoldandó feladat a megfelelő festőanyag kiválasztása volt. Többszöri kísérlet alapján a fluoreszcein bizonyult a célra a legalkalmasabbnak. Intenzív színezőképessége, jó színtartása, valamint az a tulajdonsága, hogy ibolyántúli fény hatására élénken világít, előnyösen volt kihasználható kísérletünk folyamán. Ez az egyébként meglehetősen drága anyag, a VITUKI-nál elfogadott újítás alapján, idehaza is olcsón előállítható. A tiszta víz sebességének megmérésére azért volt szükségünk, hogy a többi sebességmérésünk ellenőrzésére legalább durva tájékozódó adat álljon rendelkezésünkre. A csővezetékben áramló tiszta víz sebességének mérése a szükséges pontossággal megvalósítható. A festőanyagnak a beadagolását a csővezetékbe úgy oldottuk meg, hogy a kotrón levő szivattyú szívócsövéhez —a keverőtér vízfelszíne alatt — 10 cm belső átmérőjű csőcsonkot hegesztettünk. Ehhez a csonkhoz olyan hajlított csővel csatlakoztunk, amely a keverőtér zárónyílásán keresztül kinyúlt. A cső végére tölcsért erősítettünk, amely a festőanyag adagolását megkönnyítette. Ezzel az adagolási móddal elértük azt, hogy a beadagolás időpontja minden esetben pontosan mérhető volt. A zagy sebességét úgy mértük, hogy a zagyot alkotó szemcséket befestettük és a festett anyagot adagoltuk be megfelelő mennyiségben az előbb említett tölcsérbe. így közvetlenül a zagyot alkotó szilárd szemcsék sebességét mértük. Mivel a festett szemcsék észrevétele a kifolyó nyíláson nappali világításnál, szabad szemmel csak nagyon nehezen és pontatlanul lett volna megvalósítható (ehhez ugyanis nagy mennyiségű anyagot kellett volna megfesteni), ezért a festéknek azt a tulajdonságát használtuk ki, hogy az ibolyántúli fény hatására sötétben élénken világít. A vizsgálatunknak ezt a részét éjszaka végeztük, amikor csak a higanygőz lámpát kellett a cső kifolyó nyílásához tenni és az érkező festett anyag szemmel közvetlenül észlelhető volt. Ismerve a cső hosszúságát és az áthaladási időt, az átlagos sebesség számítható volt. Mivel a mérési lehetőségünk adva volt, a zagyot alkotó szemcsék átmérőjénél nagyobb átmérőjű szemcsék sebességére is végeztünk méréseket. A különböző szemcsenagyságok beadagolását és észlelését a már ismertetett módon végeztük el. Hogy a munkánkat egyszerűbbé és gyorsabbá tegyük, az egyes szemcsenagyságokat más-más színnel festettük be. így lehetőségünk nyílott arra, hogy a különböző nagyságú szemcsehalmazok közül egyszerre többet is beadagoljunk a csővezetékbe, mivel azok a kifolyásnál a színük alapján könnyen megkülönböztethetők voltak. Ezzel a megoldással kísérletünk idejét számottevően sikerült csökkenteni. A szemcsék felületére a festéket víz-és kopásálló kötőanyag segítségével rögzítettük. Az így keletkezett bevonat oly vékony volt, hogy sem a szemcsék fajsúlyát, sem azok nagyságát észrevehető mértékben nem befolyásolta. A kereken 500 m hosszú csővezeték esetén végrehajtott kísérleteink során a tiszta víz sebességére 2,5 m/s, a zagy sebességére 2,3 m/s, a nagyobb szemcsék sebességére pedig a szemcsenagyságtól függően 1,5—1,8 m/s értékre adódott. A vízre, valamint a zagyra vonatkozó sebességértékek jó egyezést mutattak a Venturi szondával és a fordított Pitot csővel — hasonló körülmények között — végzett méréseink eredményeivel. Összefoglalva a festéssel történő sebességméréseink eredményeit, azt mondhatjuk, hogy egyszerűségénél fogva jól alkalmazható eljárás. Hátrányául szolgál, hogy az ultraibolya fényt kibocsátó égő üzemeltetéséhez elektromos áramra van szükség, aminek biztosítása némely esetben nehézséget jelenthet. Érdekes tapasztalatunk volt, hogy a zagynál nagyobb szemcsék esetén a beadagolt anyag zöme egész kis időkülönbséggel jelentkezik a csővégen. Egyes szemcsék azonban lényeges késéssel érkeznek meg a kifolyónyíláshoz. A bajai kísérleti munka keretében több, különféle koncentrációmérő berendezést és mérési módszert alkalmaztunk, illetve próbáltunk ki. Mivel a szivattyú által szállított zagy koncentrációjára csak becsült értékek álltak rendelkezésünkre, ezért uszályba történő szivattyúzással, köbözés segítségével is meghatároztuk a kotróból kinyomott zagy koncentrációját. Ismételt méréseink alapján arra az eredményre jutottunk, hogy a "Hungária" kotró 10%-os koncentrációjú zagyot nyom ki a partra. Ellenőrzésképpen a beépítés helyén is végeztünk méréseket a zagy koncentrációjának meghatározására vonatkozóan. Ezek az eredmények is ugyancsak 10% körüli koncentrációértéket mutattak. Ezzel egyező eredményt kapott a Vízügyi Tervező Irodában Szentandrási Gyula is, aki a töltéserősítési munka befejezése után felmért anyagmennyiségből és a kotró összes üzemóráiból határozta meg az átlagos koncentráció értékét. A munka során kipróbálásra, illetve alkalmazásra került a Szentandrási- és a Répay—Szilágyi-féle zagymintavevő berendezés is, amelyeknek ugyancsak az volt a céljuk, hogy a vett minták alapján lehessen a koncentrációt meghatározni. A tapasztalatok azt mutatták, hogy ezek a berendezések megfelelő hitelesítés és kisebb módosítás után alkalmasnak látszanak a koncentráció mérésére. Mivel a koncentráció mérése a zaggyal végzett építés szinte legfontosabb kérdése, ezért az említett megoldásokon felül olyan eljárást keresünk, amellyel a zagy koncentrációjának a mérése és regisztrálása az építés egész időtartama alatt megoldható. Ezért adtunk megbízást a Veszprémi Vegyipari Egyetemnek izotóppal történő koncentráció mérésére vonatkozó eljárás kidolgozására. Az első tájékozódó észlelések elvégzése után — ezeket a méréseket a bajai építés folyamán hajtották végre — ez év végére dolgozzák ki a mérés pontos módszerét. A helyszíni mérés kivitelezésére ideiglenes összeállítást készítettek, melynek segítségével az első — tájékozódó jellegű — méréseket elvégezték. A berendezés a zagyot szállító csőre felszerelhető sugárforrásból és sugárdetektorból, továbbá egy leolvasó és értékelő készülékből állt. A sugárforrást és a sugárdetektort a zagyszállító cső rezgésmentes és lerakódásra nem veszélyes szakaszára szerelték fel. Ha az izotópos koncentrációmérő beváltja a hozzá fűzött reményeket, akkor az üzemközbeni csőkopásmérés is ugyanazzal a műszerrel egyszerűen megoldható. A zagy koncentrációjának folyamatos mérését és regisztrálását azért tartjuk szinte elengedhetetlenül fontos megoldandó feladatnak, mert ezzel az egész hidromechanizációs munkafolyamat könnyen ellenőrizhető és irányítható. Ha a koncentrációmérő berendezés megfelelő pontosságú eredményeket ad és az üzembiztos működése is megoldható lesz, akkor a regisztrált érték az egész munka elszámolási alapja is lehet és pontos adatot szolgáltat mind a zagyszállítás üzemidejére, mind pedig a kitermelt anyag mennyiségére vonatkozóan is. Az 1962 évi munkánk folyamán foglalkoztunk továbbá a nyomóvezetékben megengedhető kritikus sebesség számításának kérdésével. A megfigyelési és mérési eredményeink azt bizonyítják, hogy a szállítandó anyagnak és a csővezeték méretének ismeretében előzetes számításokhoz jól alkalmazható a V kri t=9,8yö fw(áp-0,4) kifejezés, ahol D a csőátmérőt, w a hidraulikus szemcsenagyságot, <5 P pedig a zagysűrűséget jelenti. 77
