György István (szerk.): Vízügyi létesítmények kézikönyve (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1974)
I. Alapok
VÍZÜGYI LÉTESÍTMÉNYEK KÉZIKÖNYVE 1-29 A hirtelen záráskor keletkezett maximális nyomásnövekedés számítására használható képlet módosított alakban is írható, figyelembe véve, hogy Fv=fu (1. az 1-131. ábrát), és hogy w2 = 2gh. Ekkor max Zjá = ^|y-^-/2yáj. Ha v1 = 0, t, i a H — h + — v. V H a teljes nyomást jelöli. A vízépítésben ha h < 50 m, = 50% , h ha 50 m«= 150 m, 4r- = 25% és h ha 150 m<250 m, ~=15% h a rendszerint megengedett nyomásnövekedés. Ha a t lefutási időtartam a nyitás, illetve a zárás időtartamánál (T) nagyobb, a nyomásváltozás teljes mértékben létrejön. Ha a lefutási időtartam a zárás (a nyitás) időtartamánál kisebb, a nyomásváltozás nem érvényesül teljes mértékben. Mivel a teljes mértékben érvényesülő (a nem csillapított) nyomásváltozás nagy károkat okozhat, a nyomásokat különböző létesítmények (kiegyenlítőmedencék, biztonsági szelepek stb.) alkalmazásával csökkentik. A H = h+ (a/g)v képlet rámutat a vízlökés jelenségének veszélyességére is. Feltételezve, hogy a nyomásváltozások terjedési sebessége mintegy 1000 m/s, hogy a nehézségi gyorsulás közelítő értéke 10 m/s-2, valamint, hogy a csőben a víz csupán 1 m/s-os sebességgel mozog, látható, hogy a képlet jobb oldalának második tagja mintegy 10 atm értékű, ha a csövet rövid idő alatt teljesen elzárják. A csővezetékben a hirtelen zárás miatt keletkező nyomásváltozás terjedési sebességének (a) pontosabb értéke az képletből számítható. Itt g = 9,81 ms-9, a nehézségi gyorsulás, y = 1000 kp/m3, a víz fajsúlya, 1-25. táblázat A nyomáshullám terjedési sebességének (a) változása a cső átmérőjének (d) és falvastagságának (s) függvényében d s 100 80 60 40 20 a m/s 990 1044 1107 1183 1278 Ex = 21 000 kp/cm2, a víz rugalmassági modulusa, E2 a cső anyagának rugalmassági modulusa (értéke acél esetén 2 100 000 kp/cm2), d a cső belső átmérője méterben, s a cső falvastagsága, ugyancsak méterben. Öntöttvas esetén E2 = 1 000 000 kp/cm2, beton esetében pedig E2 = 225 000 kp/cm2. Az utóbbi képlet, ha vízre és acélcsőre vonatkoztatják, az állandók behelyettesítése után az 1400 egyszerűbb alakban írható. A djs viszonyszám öt különböző értékeihez tartozó nyomásterjedési sebesség az 1-25. táblázatban található. Vízmozgás műtárgyakban és műtárgyak környezetében Bukók. Bukónak a szabad felszínű vízfolyás medrébe helyezett olyan szilárd falat vagy építményt neveznek, amelynek felső részén (koronáján) a víz átbukik. Az átbukás lehet alulról befolyásolt (nem tökéletes) és alulról nem befolyásolt (tökéletes) átbukás. Ha a bukóéi vagy a bukókorona hossza megegyezik a hozzávezető csatorna- (meder-) szakasz szélességével, a bukó oldalszűkltés nélküli; ha annál kisebb a koronahossz, a bukó oldalszűkítéses (oldal- kontrakciós). Oldalkontrakció nélküli pl. a Bazin- bukó (1-132. ábra), oldalkontrakciós pl. a Fóti célét-, a Cipoletti- vagy a Thomson-féle bukó (1-55. ábra). Tökéletes átbukás esetén a Bazin-féle bukón át- ömlő vízhozam (Q) a Q = ! pbf2g[(h + kfl2 - P'2] képletből számítható. p az átbukási tényezőt, b a koronahosszat, g a nehézségi gyorsulást, h az átbukási magasságot, k az 45
