Vízügyi Közlemények, 1959 (41. évfolyam)
2. füzet - V. Schneider Szilárd: Táv-vízvezetékek nyomáslengései
274 Schneider Szilárd A közölt összefüggések az egyes fejezetekben pontosan feltüntetett elhanyagolásokkal matematikailag szabatosan levezethetők. A levezetések azonban sem a közölt eredmények megértéséhez, sem azok alkalmazásához nem szükségesek, ezért a közlésüktől eltekintünk. A nyomáslengések általánosan ismert fajtája a vízlökésnek nevezett jelenség az áramlás hirtelen lefékezésekor. (Az így keletkező nyomás a vízemelő kossal hasznosítható, ezért ezt a jelenséget régebben kosütésnek is nevezték.) Tételezzük fel, hogy a víz veszteségmentesen áramlik az egyik medencéből a másikba (2. éibra). Ha t = o időpontban a csővezeték végét hirtelen elzárjuk, úgy a zárószerkezetnél a nyomás hirtelen megemelkedik és ez a nyomásemelkedés nyomáshullám formájában hullámsebességgel terjed tovább a vezeték mentén. Az első ütem 0 < t ^ T után a hullám a medencénél visszaverődik és a második ütem T < í^2T alatt a vezeték mentén ismét helyreáll az eredeti H nyomómagasság, de az áramlás iránya megfordult. A harmadik 2 T < t si 3 T ütemben a nyomás emelkedéssel azonos értékű nyomáscsökkenés lép fel, majd a negyedik 3 T < Í^4T ütem végére aí = 0 időponttal egyező kép alakul ki. A lengés négy ütemre tagozódó egy periódusa ezzel befejeződött. A lökés okozta nyomásemelkedést h A l, a hullámsebességet c betűkkel jelöljük Átfutási idő T = L/c [s] (2) V c Lökésmagasság h A l = [m] (3) Ugyanebből a négy ütemből áll a nyomáslengésnek általunk vizsgált fajtája a hirtelen leállás (3. ábra). A különbség csak az, hogy az első ütem alatt a nyomásemelkedés helyett nyomáscsökkenés alakul ki és ezt követi a másik három ütem. További lényeges különbség a víz és csőfal rugalmasságának elhanyagolásakor mutatkozik. A vízlökés esetében végtelen nagy nyomás adódik, ez az elhanyagolás tehát eleve kizárt. A hirtelen leállásnál azonban a határátmenet összenyomhatatlan folyadék esetére általánosan ismert egyszerű jelenségre, a vízoszlop kifutására vezet (4. ábra). Az egyszerű szemlélet érdekében a csősúrlódást elhanyagolva azt találjuk, hogy a szivattyú hirtelen leállása után a veszteségmentesen áramló összenyomhatatlan folyadékot a sztatikus magasság állandó lassulással fékezi 3. ábra. A „hirtelen" leállás elvi ábrázolása Abb. 3. Verlauf des negativen Druckstosses
