Hidrológiai Közlöny 1959 (39. évfolyam)

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

Dobos A.—Szolnoky Cs.: Átmeneti műtárgyak vizsgálata Hidrológiai Közlöny 1959. 6. sz. 439 érdekei még azt is megkívánják, hogy az akna, az átmeneti szakasz és az ehhez kapcsolódó utófenékburkolat együttes hossza rövid legyen. Kismintakísérleteinknél az átmeneti műtárgyak kifolyási oldalának megoldásaiból a 8. ábrán Játható alapeseteket emeltük ki és vizsgáltuk meg. Ezek azok a megoldások, amelyek a hazai átmeneti műtárgyaink esetében is leggyakrabban megtaláhatók. Az a és a b megoldás (vízszintes utófenék) csőátereszek, míg a c—/ (lépcsős, illetve rézsiis utófenék) legtöbbnyire bújtatok és vízszintes nyomócsövek aknáinál fordul elő. Megemlítjük, hogy ezekhez az alapesetekhez igen gyakran ún. energiatörő berendezések is csatlakoznak. Ezek megoldása az átmeneti műtárgyaknál igen változatos. Részletes ismertetésükre nem térünk ki, csak megemlítjük, hogy ezek közül a nyílásokkal ellátott energiatörő-falat is megvizsgáltuk. Mielőtt a részletkérdésekre rátérnénk, foglalkozzunk röviden a hidraulikai szempontokkal. A célunk tehát az, hogy kis áramlási veszteséget okozó és rövid műtárgyat szerkesszünk. (A kis veszteség itt is a gazdaságos minimumot jelenti.) A cél elérése érdekében két utat, illetve kétféle hidraulikai szemléletet követhetünk. Az egyik az energiatörés, a másik pedig a fokozatos sebességcsökkentés szempontjait helyezi előtérbe. Számos műtárgyunk az első szemlélet alapján készült. Ennek legjellemzőbb esete a 8c és d változat, valamint a különböző energiatörő-falak alkalmazása, amelyek a 8a—/ változat mindegyikénél előfordulhatnak. A fokozatos átmenet jellemző esete pedig a 8e—/ változat (lapos fenékrézsűvel) energiatörő-fal nélküli alkalmazása. Véleményünk szerint az átmeneti műtárgyak többségénél nem az energiatörésre, hanem a fokozatos sebességcsökkentésre kell törekednünk. e, A LJ-4 X [m [m i a, ~\D ni Az energiatörés során -— mivel az erre szolgáló berendezések (energiatörő-fal stb.) vagy műtárgy kiképzések (pl. küszöb) erőszakos beavatkozást jelentenek a csatorna életébe — nagymértékű leválásokkal és igen erőteljes hengermozgásokkal. ezek miatt pedig tekintélyes nyomásveszteséggel kell számolnunk. A későbbiek során még arra is rámutatunk, hogy a küszöb, de különösen az energiatörő-fal alkalmazása a műtárgy és utófenék szükséges hosszát nemcsak hogy nem csökkenti, hanem tekintélyesen meg is növeli. A 8. ábrán bemutatott műtárgyfajták vizsgálatát a függőleges falú kísérleti csatornában végeztük. (A műtárgy és trapézszelvényű csatorna közti átmenet vizsgálatával egy későbbi tanulmányunkban foglalkozunk). A "kifolyási oldalon, amint azt a műtárgyak vázlatáról is megállapíthatjuk, a Borda-féle veszteség mind a hat fajta esetén megtalálható. Leválásokkal (örvényterekkel) tehát itt is számolnunk kell, mégpedig a cső felett (a—/), a cső alatt (a, c, e) és a cső mellett a műtárgy sarkaiban (a—/). Ezen kívül hirtelen keresztmetszet szűkítés is található a lépcsős és meredek rézsűs utófenék esetében, mivel a vízmélység a lépcső, illetve a rézsű felső élénél már lényegesen kisebb, mint az akna homlokfalánál. Ennek hatására a felső él környékén is örvénytér keletkezik. Rá kell mutatnunk arra, hogy a cső feletti örvénytér, függőleges homlokfal alkalmazása esetén, a befolyási oldalhoz hasonlóan, itt is megmarad. Ezzel az örvénytérrel a későbbiekben részletesen foglalkozunk, mert a víz alatti vízsugárral, a cső méretével, a cső végén alkalmazott diffúzorral, a cső feletti víztakarással szoros kapcsolatban van. A továbbiakban a kifolyási oldal (vízszintes, kiiszöbös és rézsűs utófenék) vizsgálatával és az egyes utófenék megoldások összehasonlításával foglalkozunk. 7. A kifolyási oldal vizsgálata, vízszintes utófenékkel A vizsgálatok során az áramképet különböző átmérőjű csövek és vízhozamok, valamint a csöveknek a csatornafenék felett különböző magasságban való elhelyezése esetén határoztuk meg. Az alvíz oldali víz mélysége 25 cm. Megvizsgáltuk továbbá a — több hazai műtárgyunknál meglévő — nyílásokkal ellátott energiatörő-falnak az áramlásviszonyokra gyakorolt hatását is.. A megfigyelések hét méréscsoportra és ezen beliil 31 mérési esetre terjedtek ki (1. táblázat). 1. táblázat L 8. ábra. A kifolyási oldal vizsgálatának alapesetei 0ue. 8. OcHoeime CAynau uccAedoeamiH ebixodHoü >iacmu Abb. 8. Grundfülle der Untersuehung an der Auslaufseite Méréscsoport sorsz. Csőátmérő [cm] Cső fenék feletti m magassága [cm] Energia törő-fal Q [l/sec] Vízmélység [cm] 1. 20 2 18, 24 25 2. 10 8 — 12, 24 25 3. 10 2 — 12, 18 25 4. 15 10 — 6, 12, 18, 24 25 5. 15 16 van 18 25 ti. 15 8 — 6, 12, 18, 24 25 -X' 15 2 — 24 25 Méréseink alapján megállapítható, hogy a vízszintes csőből kilépő vízsugár a csatorna fene-