Hidrológiai Közlöny 1959 (39. évfolyam)
1. szám - Kozák Miklós: A Rakaca-völgyi tározó árapasztó szifonjának modellkísérlete
24 Hidrológiai Közlöny 1959. 1. sz. Kozák M.: A Rakaca-völgyi tározó árapasztó modellkísérlete mert ez csökkenteni fogja a szívások értékét is. A tervezett szifon hidraulikai hiányossága tehát a túl nagy vízszállítóképesség és megengedhetetlen értékű, kavitációs veszéllyel járó szívás a szifon bukókoronájánál. (A szifon üzembelendülésének hiányosságait és a Froude-törvény érvényességi problémáit később tárgyaljuk.) Ezen hiányosságok kiküszöbölése céljából a szifont oly módon kellett megváltoztatni, hogy max. vízhozama 40 m 3/sec., a raax. szívás értéke pedig 0,8 atm.-nál kisebb legyen. Tervező a szifonok aknáinak keresztmetszeti területét nem akarta csökkenteni, mert ez fokozta volna a műtárgy amúgy is karcsú voltát, ezért az adott szifon hidraulikai ellenállását igyekeztünk növelni. E célok elérése érdekében, a modellben végrehajtott változtatások alapján a következő javaslatot tettük : a) a szifon bukókoronájának sugarát 40 cmről 65 cm-re kell növelni a 2. ábrán közölt kialakításnak megfelelően. Ez — tekintettel a (4) képletre — egyrészt csökkenti a centrifugális erőhatásból származó szívások értékét, másrészt az így keletkezett szelvény szűkület növeli a helyi ellenállást, ami csökkenti a szifon vízszállító képességét. b) A további vízhozamcsökkentés érdekében a szifonkönyök diffuzorszerű részében Rehbockfogakat kell elhelyezni (1. ábra). Modellkísérletünk során ezekkel a megoldásokkal az alábbi eredményeket és hiányosságokat tapasztaltuk : 2. ábra. A szifon/ej részlete (Pueypa 2. /Jema/ib eoAoenu cucpona Fig. 2. Detail of syphon-head. aj a, szifon várható vízszállító képessége 40 m 3/sec-ra ; b) a bukókoronánál várható max. szívás értéke pedig 0,4 atm-ra csökkent. E két pozitív eredmény mellett azonban tovább fokozódott a szifon üzembelendülésénél már eddig is tapasztalt hiányosság. A bukóüzemről szifonüzemre történő áttérés ugyanis — az üzemvízlebocsátó teljes nyitása, tehát a legkedvezőtlenebb esetben — megengedhetetlen magas — 155 mA. f. — tározási szintnél következett volna be. A tározó szintje tehát várhatóan 0,4 méterrel lépte volna túl a max. tározási szintet. Ennek oka részben az volt, hogy a vízhozam és a szíváscsökkentés érdekében létesített helyi ellenállások megváltoztatták a szifon belső nyomás- és ellenállás viszonyait. így a bukóüzemről a szifonüzemre történő áttérés legveszélyesebb szakaszában — amikor az üzemvíz alagút teljesen nyitva van és magas vízállás keletkezik a szifonaknában — (7. kép) a szifon bukójáról lebukó vízsugár által bevitt levegőbuborékok nem tudnak a szifon könyök vízszintes érintővel jellemzett kritikus pontján túljutni, hogy a légtelenítés folyamata — mely a szifon üzembelendülésének feltétele — meginduljon. Most emlékeztetünk arra, hogy az új, javasolt légvezető nyílások elhelyezkedése és az üzemi követelmények szerint a belső szifonpárnak a 154,40 mA. f.-i szinten már szifonként kellene működni. Mivel a modellben a 154,40 mA. f.-i tározási szintnek megfelelő szintnél az aknák légtelenítése egyrészt nem következett be, másrészt ekkor már a légtelenítő nyílások is lezárultak, a tározó víz szintjének további emelkedésével a szifonban egy p > p ( ) nyomású légtér keletkezett, ami annyira leszorította az átbukó vízsugarat, hogy az utóbbi szintje sokkal alacsonyabban állt, mint a pillanatnyi tározási szint (8. kép). Összegezve : a javasolt változtatások tehát megoldják a szifon két súlyos hiányosságát; vízhozamának és szívásértékeinek csökkentését, de nem tudják biztosítani azt a követelményt, hogy a bukóüzemről a szifonüzemre történő áttérés a megengedett tározási szint túllépése nélkül, lehetőleg a 154,40 mA. f.-i szinten következzen be. A szifon-elmélet szerint az a hiba, hogy egy szifon üzembelendülésénél ilyen légtelenítési hiányosságok mutatkoznak, rendszerint arra vezethető vissza, hogy az adott műtárgynak valamilyen különleges nehéz feladatot kell teljesítenie. A vizsgált szifonnál éppen ez a helyzet, ahol rendkívül kis vízszintingadozással — 30 cm — az alvízszinthez képest túlságosan mélyre helyezett szifonkönyökkel, aránylag gazdaságosan, vagyis kis szifon keresztmetszettel kell két lépcsőben levezetni egy aránylag nagy árvízhozamot. Ha azt az átbukási vízoszlop magasságot, amelynél az aknák légtelenítésének, tehát a szifon üzembelendülésének meg kell történnie, A 0-val jelöljük és mértékadó átbukási magasságnak nevezzük, akkor a fenti problémát más szavakkal így is fogalmazhatjuk : a vizsgált és adott műszaki adatokkal rendelkező szifonoknak olyan kicsi (10+15 cm) a mértékadó átbukási magassága, hogy a terve-
