Hidrológiai Közlöny 1959 (39. évfolyam)

6. szám - Dobos Alajos - Szolnoky Csaba : Átmeneti műtárgyak laboratóriumi vizsgálata

434 Hidrológiai Közlöny 1959. 6. sz. Dobos A.—Szolnoky Cs.: Átmeneti műtárgyak vizsgálata 1. kép. A függőleges üveg-oldalfalú kísérleti csatorna, benne a D = 15 cm-es vízszintes csővel (nézet az alvíz felől) 0omo 7. MciibimameAbHbiii KÜHÜA C SEPMUKAABHUMU 6OKO6biMu cmeiiKüMU uJ cmeKAa. H HÍM naxodumcn Z0pu30nmaAbiiaH mpyőa c óuaMempoM 15 CM (TIUT) c nujicneeo Obeífia) Bild 1. Olasemer Versuchskanal mit lotrechten Wánden und eingebautem waagrechtem Rohr von I> = 15 cm Durchmesser (unterwasserseitige Ansicht) kerítése tehát a meder jó karban tartásával és burkolásával lehetséges. Ez utóbbi belvízcsatornáknál igen ritkán, de öntözőcsatornáknál már gyakrabban fordul elő. Megjegyezzük, hogy ezt a burkolást általában nem a súrlódási veszteségek csökkentése, hanem egyéb okok miatt végzik (pl. a talaj nem állékony, nagy a szivárgási veszteség stb.). A helyi veszteségek keletkezésének a csatornákban és műtárgyakban igen nagy a lehetősége. Ezek közül csak azokat soroljuk fel, amelyekkel az átmeneti műtárgyaknál is találkozunk. A helyi veszteségek okozói a csatorna, vagy a műtárgyfal kiszögelései, iránytörései, fenékküszöbök, a cső átmérőjének és a műtárgy szélességének egymáshoz való kedvezőtlen viszonya, hirtelen keresztmetszetváltozás és a csőbe történő be- és kilépés csatorna vázlatos hosszmetszete <Pue. 7. CxeMamuHHbiü npodoAbHbiű npotpuAb ModeAU naHQAÜ C UlUpUHOÜ 35 CM U C eepmu KÜAbHblMU ŐOKOBblMU cmeHKaMU U3 cmeKAa Abb. 1. Schematischer Langsschnitt des 35 cm breiten Versuchskanals mit senkrechten Glaswánden. körülményei (éles vagy lekerekített szélű cső, konfuzor alkalmazása stb.). A helyi veszteségek hatása az áramlási viszonyok megzavarása miatt végeredményben a visszaduzzasztásban jelentkezik. A felsorolt helyi veszteségek (a be- és kilépéssel külön foglalkozunk) azért keletkeznek, mert a vízszálak a csatorna vagy műtárgyak falának éles töréseit nem tudják követni, tehát a határréteg leválásával (holtterekkel, helyesebben örvényterekkel) kell számolnunk. Ezeket a tereket olyan örvények töltik ki, amelyek a vízmozgás főirányával szemben mozognak, tehát a vízszállításban nem vesznek részt. A mozgásukhoz szükséges energiát pedig a főirányban áramló víznek a velük érintkező rétegéből kaphatják. Ezért jelenlétük energiaveszteséget okoz. A hatásuk azonban még ennél is több, mert az örvényterek széleiről un. szabad örvények válhatnak le, amelyek a főáramláshoz csatlakoznak és ismét csak energiaveszteség árán szűnnek meg. Ezenkívül az örvényterek hatása miatt az áramlás rendszerint a csatorna belsejében is rendezetlenné válik és a vízrétegek a keresztirányú áramlás miatt keverednek, a vízszálak összesűrűsödnek és irányváltozást szenvednek stb. Az áramlás akkor lesz ismét rendezett, ha a súrlódás hatására ezek a mozgások is megszűnnek. A belépési veszteség is leválások miatt keletkezik, mert a vízszálak a belépéstől csak bizonyos távolságra tudnak a csőfalhoz simulni. E mellett a belépésnél bizonyos esetben még egy másik veszteséget, a lendületveszteséget is is figyelembe kell vennünk Ez azért keletkezik, mert a csatornában mindig kisebb a víz sebessége, mint a csőben, tehát a vizet belépéskor fel kell gyorsítani, amihez ismét energia szükséges. Megjegyezzük, hogy a belépés helyén ebben a folyamatban tulajdonképpen még nem is veszteségről, hanem a helyzeti energiának mozgási energiává történő átalakításáról van szó. Hatása — veszteség, illetve duzzasztás formájában — csak abban az esetben jelentkezik, ha nem • biztosítjuk, hogy az energia visszaalakulása (mozgási energiából helyzeti energia) teljes mértékig megtörténhessék. Ezt a lendületveszteséget kilépési veszteségnek nevezzük. A cső végére épített diffuzor alkalmazása ennek a veszteségnek a nagyságát lényegesen csökkenti. Az átmeneti műtárgyak többségénél azonban akkor sem teljes értékű a lendületveszteség, ha nincs diffuzor, mert az örvényterekkel határolt víz alatti vízsugár szerepe igen hasonlít a diffuzoréhoz. Ezt, a diffuzor működéséhez hasonló hatást egyenlőre még nem tudjuk számbavenni, ezért biztonságból a teljess lendületveszteséggel szoktunk számolni. Rá kell azonban mutatnunk arra, hogy a belépési és kilépési veszteség értelmezése a szakirodalomban nem egységes. Tanulmányunkban Pattantyús A. Géza erre vonatkozó meghatározását fogadtuk el [1]. Az átmeneti műtárgyak kifolyási oldalán a keresztmetszet rendszerint hirtelen változik. Ennek következtében ezen a helyen Borda-féle veszteség keletkezik, amely tehát nem azonos a szabatosan értelmezett kilépési veszteséggel. A veszteségek okának felderítése és a következmények (nyomásveszteség nagysága stb.) felmérése után az a feladatunk, hogy a nyomásveszte-