Hidrológiai Közlöny 1960 (40. évfolyam)
3. szám - Dobos Alajos–Szolnoky Csaba: Szívóaknák hidraulikai vizsgálata
186 Hidrológiai Közlöny 1960. 3. sz. Dobos—Szolnoky: Szívóaknak hidraulikai vizsgálata tengelyére merőleges szárnyfalak alkalmazását tehát kerülni kell. Ha a szívóakna oldalfalainak hossza elég nagy ahhoz, hogy az áramlás már a szivattyú előtt rendeződjék, a legdrágább átmeneti felület (torzfelület) építése szükségtelen. A csatorna és szívóakna közti átmeneti szakasz hidraulikai szempontból megfelelő alakjával részben már foglalkoztunk [1], Az erre vonatkozó nagyterjedelmű, újabb kutatási és összehasonlítási eredményeinket a csatorna és műtárgy közti átmeneti szakasz hidraulikai vizsgálatára vonatkozó — előkészületben lévő — tanulmányunkban közöljük. A szívóakna áramlási viszonyait tehát a rávezetés iránya és az átmeneti szakasz alakja nagymértékben befolyásolhatja. Megjegyezzük, hogy ezek helyes kiképzése esetén is találhatók örvényterek a szívóaknában. Keletkezésük elsősorban a szivattyú elhelyezésével és az akna alakjával kapcsolatos. A helyes hidraulikai megoldás érdekében tehát a szivattyúnak az aknában történő térbeli elhelyezését is meg kell vizsgálni. A helytelen szivattyú-elhelyezés esetén a szívócső környezetében általában vízszintes és függőleges tengelyű örvénymozgás keletkezik. Az örvényterek a szívócsőbe való beáramlást zavarják, lüktetővé teszik, belső-forgó keletkezését segítik elő, tehát végeredményben áramlási veszteséget jelentenek és a szivattyú hatásfokát rontják. Az örvényterek működése ezenkívül a légbeszívást is elősegíti, amely az örvényterek működésével, a szívócsőben és környezetében keletkező kontrakció mértékével és a szívószáj feletti víztakarással kapcsolatos. Megjegyezzük azonban, hogyha a légbeszívást csak víztakarással kívánnák megszüntetni, akkor gazdaságtalan megoldásra jutnánk, mert megfigyeléseink szerint az örvény terek a szívócső környezetében akkor is megmaradnak, ha az üzemi szempontból szükséges víztakarást jelentős mértékben növeljük. A kérdés helyes megoldása érdekében tehát elsősorban az örvényterek keletkezésének feltételeivel kell foglalkoznunk. A szívóaknák hidraulikai méretezésére megbízható elméleti eljárások jelenleg még nem állnak rendelkezésünkre, mert az előzőekben tárgyalt áramlási viszonyok számos jellemzőjét, valamint az áramlási veszteségek pontos számértékét még nem ismerjük. Elsősorban az áramlási veszteségek és az örvénymozgások hatásával foglalkozunk azért, hogy a kérdés üzemi és gazdaságossági vonatkozásaira rámutathassunk. Igen alkalmas erre a célra a Hman (manometrikus) szállítómagasság részletes vizsgálata, minthogy a H stat (statikus) szállítómagasságot és a h r veszteségeket tartalmazza. A manometrikus szállítómagasság ezenkívül a szivattyú tengelyén szükséges teljesítmény nagyságát és a hajtómotor üzemanyagfogyasztását, ill. áramfelvételét is jelentős mértékben befolyásolja. A szivattyú tengelyén szükséges teljesítményt a következő, általánosságban használt összefüggés adja meg : ~/Q Hman , •, Y5T) (1) ahol y [kg/ni 3) a szállított folyadék fajsúlya, Q[m 3/sec| a szállított vízhozam, H ma n [m] a manometrikus szállítómagasság nq a szivattyú hatásfoka és 75 átszámítási tényező (1 LE = 75 mkg/sec). Az (1) képletben szereplő H ma n manometrikus szállítómagasság értékét pedig a következő egyenlet alapján határozhatjuk meg : Hman — H x hpsz + h vnu. (2) ahol IIstut [m] a szívó- és nyomóakna vízszintjének magasságkülönbsége, h rs z j ni ] a szívóvezetékben és huny [m] a nyomó vezeték ben keletkező nyomásveszteségek (súrlódási és helyi veszteségek) összege. Megjegyezzük, hogy a szivattyúban keletkező súrlódási és irány törési veszteségeket a számítás során azért nem vesszük figyelembe, mert azokat a szivattyú hatásfoka jellemzi. A statikus szállítómagasság H st at értékét tehát a szívóakna vízszintjének alapulvételével lehet számítani. A gyakorlatban ezt a szintet a hozzávezető csatorna szívóaknánál lévő vízszintjével vesszük egyenlőnek, illetőleg esetenként ezt a gerebveszteséggel csökkentjük. A valóságban azonban a gerebveszteségnél nagyobb nagyságrendű veszteségeket hanyagolunk el azért, mert azokat nem tudjuk kellőképpen meghatározni. Ezek az áramlási veszteségek általában a következők lehetnek : az átmeneti szakasz, illetőleg szívóakna súrlódási veszteségei ; az átmeneti szakasz hiánya vagy nem megfelelő megoldása miatt keletkező veszteségek ; a fenékküszöb, betétgerenda-hornyok, merülőfal, gereb, valamint szabad örvények okozta veszteségek ; a szívócső környezetében kialakuló örvénymozgások áramlási vesztesége stb. A felsorolt áramlási veszteségek miatt tehát általában nem várható, hogy a szívóakna vízszintje a hozzávezető csatorna tényleges vízszintjével megegyezzék. Megjegyezzük, hogy ennek a veszteségnek az összege a szállítómagasság 5— 10%-át is elérheti. (Ez a megállapítás az aránylag kis szállítómagasságra működő szivattyúkra vonatkozik). Ebből pedig az következik, hogy a H s tnt szállítómagasság meghatározása a szóivóakna áramlási viszonyainak alapos tanulmányozása nélkül nem lehetséges. A szívóvezetékben keletkező h, s z súrlódási és helyi veszteségek sem függetlenek a szívóakna áramlási viszonyaitól. Ezeket a nyomásveszteségeket az irodalmi adatok alapján felvett £ ellenállási tényezők segítségével számítják. A számításra használt közismert képlet a következő : Ksz V — - 9 II (3) Ne = • Megjegyezzük, hogy a szívókosár, lábszelep és sima csővég vagy szívószáj ellenállási tényezőinek számértékei mivel azt a szívóakna áramlási
