Hidrológiai Közlöny 1960 (40. évfolyam)
2. szám - A Szovjetunió vízépítési laboratóriumaiban folyó néhány kutatási munkáról
Hidrológiai Közlöny 1960. 2. sz. 163 A Szovjetunió vízépítési laboratóriumaiban folyó néhány kutatási munkáról Az elmúlt évben kéthónapos tanulmányúton voltam a Szovjetunióban. Ott tartózkodásom alatt, számos moszkvai és leningrádi vízépítéstani laboratóriumot, illetve modellkísérletet néztem meg. A következőkben áttekintést kívánok adni néhány érdekes kísérletről és az egyetemek laboratóriumi oktatásának jelenlegi helyzetéről. Sem külföldi, sem hazai szempontból nem tekinthető feltártnak a zagyszállítás hidraulikája. A Szovjetunióban már több mint két évtizede foglalkozik e témával Jufin, A. P., Dementyev, M. A., Gorjunov, Sz. I. és Knoroz, B. C. Ez alatt a két évtized alatt óriási mennyiségű gyakorlati mérést gyűjtöttek össze, részben korszerű zagyberendezésekkel felszerelt laboratóriumokban, másrészt hatalmas vízépítkezések földmunkáin. Mérési eredményeik azért pótolhatatlan értékűek, mert a zagyszállításnak szabatos elmélete nincs és így a hidraulikai számításokhoz szükséges ellenállási tényező értékét, csak a régebben elvégzett mérések eredményeiből lehet meghatározni. A kísérletek eredményeképpen Gorjunov, Sz. I. professzor a zagyszállításnál előálló súrlódási energiaveszteséget az alábbi képlettel számítja ki : K = (K+ X z)l d (1) ahol X 0-a tiszta víz ellenállási tényezője, 7. z a zagyszállítás koncentrációjától függő ellenállási tényező, melynek értékei táblázatokból vehetők ki. Fontos tapasztalat, hogy Á 2 értéke — a zagy koncentrációjától függően — a X„ értékénél nagyobb is lehet ; tehát nem elhanyagolható! Jufin, A. P. professzor mérési eredményei alapján, a következő képletet ajánlja : h„ • Q 3 ír-* Q V-y° K i (2) ahol Q a zagyhozam, D a cső átmérője, y a zagy fajsúlya, a és b pedig a cső átmérőjétől és a zagy jellegétől függő tényezők. Tanulmányutam során két zagymodellt láttam. Egyet Leningrádban a VNIIG laboratóriumában, egyet pedig Moszkvában a VODGEO Kucsinói telepén. * Második témaköröm a hidrociklon tanulmányozása volt. A hidrociklon egy korszerű, zagykeveréket ülepítő szerkezet (ábra). Működésének alapelve a következő : az l-es jelű nyíláson érintőlegesen, nagy nyomással, illetve sebességgel bevezetik az ülepítendő keveréket a hidrociklon középső dobjába. A keverékben lévő, víznél nagyobb fajsúlyú szemcsék a centrifugális erő hatására, a hidrociklon kúpos részében a fal felé kezdenek áramlani. Az ülepedett rész a 2-es nyíláson, míg a tisztultabb folyadék a 3-as illetőleg </-es jelű nyíláson át távozik el a hidrociklonból. A hidrociklon, az ülepítő medencével szemben, azzal az előnnyel rendelkezik, hogy rendkívül kis helyen elfér, tehát gazdaságos ülepítő szerkezet. Moszkvában a Van-Haó-fen kínai aspiráns által készített, D = 500 mm átmérőjű hidrociklon modellt tanulmányoztam. A liidrociklonnal kapcsolatban végzett különböző kísérletek legfontosabb tapasztalatai a következők : a hidrociklon nyílásainak geometriai mérete, aránya, továbbá a zagy jellege és a kezdeti nyomásviszonyok, igen szoros összefüggésben vannak egymással. A liidrociklonnal kapcsolatos kutatási munkák további fejlesztése érdekében kívánatos lenne a hidrocildonra vonatkozó hazai kutatási eredményeket is mielőbb publikálni. * A vízépítési laboratóriumi modellkísérletek közül még újszerűnek nevezhető az az elgondolás, amikor a vizet levegő helyettesíti. Az ilyen modell az ún. vei működő modell. Ez az eljárás elsősorban folyómodelleknél rendkívül hasznos. A folyómodelleket ugyanis hidraulikai és gazdaságossági okokból rendszerint torzítani kell. A torzított és vízzel üzemelő modellről nyert áramkép azonban, a legtöbb esetben, kisebbnagyobb mértékben hamis. A gyakorlati tapasztalat szerint azonban a levegővel működő modellek a valóságot igen jól megközelítő áramképet szolgáltatnak. A levegővel működő modellek másik nagy előnye, hogy léptékük kicsinyre választható és így igen olcsón készíthetők el. A levegővel működő modellek szerkezete abban különbözik a szokásos modellektől, hogy felső lehatárolása légmentesen záró üveglapokkal történik. Az egyik legdöntőbb kísérleti feladat az áramvonalak és a sebességeloszlások jellegének meghatározása. Ennek egyik érdekes meghatározási módszere a következő : a modell felső végén, egy zárt, szükség esetén azonban nyitható kazetta van, melyben egy elektromos úton izzítható spirál rugót helyeznek el. Erre száraz fűrészport hintenek, majd izzítják. Az izzó fűrészporszem esék az áramló levegő hatására, a sötét laboratóriumban, az áramvonalakat kirajzolják, s ezek fényképezhetők. Időre történő exponálással a helyi sebességek is meghatározhatók. *' Igen érdekesek még a vákuummodellek, melyekben a hidraulikai jelenségek 1 atmoszféránál kisebb légköri nyomáson játszódnak le. Erről majd egy részletesebb tanulmányban fogok beszámolni. A Szovjetunióban különösen magas színvonalú a vízépítőszakos, mérnökhallgatók laboratóriumi oktatása. E tekintetben különösen fejlett a Leningrádi Politechnikai Intézet laboratóriuma, ahol a következő oktatási modellek állnak a hallgatók rendelkezésére : 1. Centrifuga modell, amellyel a tehetetlenségi erőnek a vízfelszín alakulására gyakorolt hatását mutatják be. A modell, a felszíni pontok térbeli koordinátáját számszerűen rögzítő, korszerű mérőtűkkel van felszerelve. Több ilyen modell áll rendelkezésre, s ezek különböző fajsúlyú folyadékokkal működnek. 2. Reynolds-modell, mely különböző átmérőjű csövekből készült. Ezekkel a lamináris és turbulens mozgást tanulmányozzák. A modell rendkívül korszerű. Önálló mérőbukóval, automatikus festékadagolóval és vízszintmérőkkel van ellátva. 3. Turbina-modellek, melyek plexiből készültek. Céljuk a különböző turbinák áramtermelési, üzemi folyamatának szemléltető bemutatása. A fentieken kívül, még a laboratóriumi oktatást szolgálják az utófenék- és energiatörő-berendezések modelljei, a bukógátakat, továbbá a kosütés jelenségét szemléltető és a csővezetékek hidraulikai ellenállását bemutató modellek stb. Külön ki kell emelni a laboratóriumi felszerelések korszerűségét. így például a drága Oszcilloszkóp és Wheatstone-híd, minden laboratóriumnak elengedhetetlen kelléke. A tanulmányutam tapasztalatait felhasználjuk egyetemi oktatásunk és laboratóriumi kísérleti módszereink továbbfejlesztésére is. Kozák Miklós a műszaki tudományok kandidátusa
