Hidrológiai Közlöny 1954 (34. évfolyam)

3-4. szám - Fáy Csaba: Nagy vízmennyiség-mérő módszerek összehasonlítása

108 Hidrológiai Közlöny. 34. évf. 1954. 3—4. sz. Fáy Cs.: Vízmennyiség-mérő módszerek jaival egybeesik Gefding két mérési pontja. Rákóczy kimutatta, hogy az Addison-íéle pontos elmélet érvényességi határán belül % százalékra közelíthető az általa kidolgozott egyszerűsített eljárással. Eszerint a körkeresztmetszetű könyökcső legkisebb és legnagyobb görbületű (külső R-, és belső Ri sugarú) ívén (1.1. ábra) a sebesség — leválásmentes esetben szabad áramlást feltételezve — illetve Ci = c c

2 Ri R_ JL' (6) Itt jegyzem meg, hogy a pontos elmélet szerint c közepes sebesség nem esik egybe a cső középvonalával (R sugárral), de mint fent említettük, leválásmentes esetben ebből y

2 százaléknál kisebb hiba adódik, míg leválás esetén (amikor a hiba nagyobb lenne) az elmélet amúgy sem használható. A könyök belső és külső falán mérhető nyomások különbsége: í—c!).. (7) A (7) összefüggésbe behelyettesítve a (6) összefüggéseket, a c = V/F középsebességet és e = = R/D görbületi viszonyt, kapjuk: Ap y 2 g 1 2 e 1 + 2 e J y 2 g c

2k, (8) ahol k az ú. n. könyöktényező. A könyöktényező és e görbületi viszony közötti összefüggést (az elméleti és valóságos görbét) a 2. ábrán rajzoltuk 2,0 • 1,0 Elmelet Mérés £ = fí/0 A helyszíni mérés körülményei A Woltmann szárnyas mérést hosszú egyenes, állandó szelvényű földcsatornában végeztük. A földcsatornában a víz átlagsebessége c = 0,5 m/mp volt. A Pitot-csővel a Woltmann-szárnyhoz hasonló módon a csatorna egyik betonnal burkolt szakaszán választott keresztmetszetben mértünk pontonként. A csatornában ezen a hosszú egyenes szakaszon a víz átlagsebessége c — 2,5 m/mp, tehát Pitot-csővel már jól mérhető érték volt. A sós mérést ugyanebben a betoncsatornában végeztük. A sóoldatot a betoncsatorna elején adagoltuk. A tökéletes keveredés a nagysebességű turbulens áramlásban bekövetkezett, s ezután, az adagolástól kb. 100 m-re helyeztük el a sómintavevő szivattyút és mintaüvegeket. A sóoldatok litrálását a helyszínen végeztük. A használt sólajta : magnéziumklorid, a kimutatás az ismert klórkimutatási eljárás szerint történt. A könyökcsőben történő^ mérést a szivattyú vezetőlapátjai után következő <5 = 60°-os, D = = 1200 mm átmérőjű ívcsőben végeztük. A mérés eredményét (1. később) nem hamisította meg az sem, hogy a megcsapoláshoz elég közel volt a szivattyú forgó tengelyének kivezetése. A mérés eredményei A mérést 0,5—1,8 m

3/mp vízmennyiségek tartományában végeztük. A, Woltmann szárny mérés a Pitot csöves méréssel teljesen egyező eredményt adott. Az eltérés ± 1%-on belül volt. A sós vízmennyiségmérést összesen 4 pontban végeztük. Sajnos, az érkező víz töménységét nem határoztuk meg előre, s ez eredményezte, hogy az (5) összefüggésben szereplő k

n/k érték igen közel esik az egységhez, tehát a hibaösszefüggés harmadik tagja.igen nagy hibakorlátot eredményez : k

0/k = 0,955 ; 1 1 — k

0/k Ezekkel a hibakorlát: = 22,2. 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 2. ábra meg. Az ábrából látható, hogy ha e>l,8, akkor a könyöktényező az elmélet szerint számítható, tehát nincs leválás, míg ha £<1,8, akkor a Rákóczy által megadott görbe használható. A mérés gyakorlati kivitele igen egyszerű : A könyök falán az 1. ábra szerint készített furatokhoz csatlakoztatunk egy differenciál-manométert, s az ott kapott nyomáskülönbségből és a könyök geometriai méreteiből (e = R/D) a (8) összefüggés átrendezésével számítható a közepes sebesség és ebből a vízmennyiség. A® = 0,005 + 0,005 + 2-0,005-22,2 = 0,232, Q azaz i 23,2% ! A mi méréseink közül a legkiesőbb pont 10,5%-kal tér el a pontos értéktől. A mérés tanulsága, hogy a sós mérést csak az esetben szabad alkalmazni, ha előzőleg a víz sótartalmát meghatározták. • A könyökcsővel történő mérést 120 mérési pontban hasonlítottuk össze;a Pitot csöves méréssel. A mérési eredmények szerint a mérési pontok 80%-a ± 2%-os pontosságon, a további 20%-a it: 8%-os pontosságon belül marad. A ± 8%-os hibáig terjedő szórás oka az volt, hogy a higanyos manométeren kis vízmennyiségnél nem lehetett pontosan leolvasni a kitérést. E tapasztalat alapján a mérőfolyadékot széntetrakloridra cseréltük ki, s ezzel kis vízmennyiség esetén is elértük a kívánt ± 2%-os hibakorlátot.A fentiekben ismertetett mérési eredmények értékelésénél figyelemmel kell lenni arra, hogy a