Hidrológiai Közlöny 1961 (41. évfolyam)

6. szám - Haszpra Ottó: Kísérletek törtlapú átmenettel

Hidrológiai Közlöny 1961. 6. sz. 494> HIDRAULIKA A törtlapú átmenet Sikeres kísérletek a torzfelületnél olcsóbb és hidraulikailag kedvezőbb átmeneti felülettel HASZPRA OTTÓ* A Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet Kísérleti Osztálya 1958-ban megbízást kapott trapézszelvényű Venturi-esatornák vizsgálatára és típushitelesítésére. A Venturi-esatornák az eredeti tervek szerint torzfelületű átmenettel készültek volna. Javaslatunkra a megrendelő hozzájárult, hogy torzfelület helyett két síklapból összetett átmeneti felületet, törtlapú átmenetet alkalmazzunk. Az új átmeneti felület a kísérletek tanúsága szerint kitűnően bevált, a torzfelületnél hidraulikailag kedvezőbbnek bizonyult. Ezért 1959 és (iO folyamán módszeres vizsgálatokat végeztünk az újítás hidraulikai tulajdonságainak alaposabb felderítésére. Ebben a tanulmányban az 1959. évi vizsgálatokat ismertetjük. (Ézek a vizsgálatok Szabó Sánd or kísér le tfelelős közvetlen irányításával folytak.) A feladat ismertetése és gazdasági jelentősége Hazánk jelentős részben síkvidéki ország lévén, a vízvezető csatornák építésekor, amennyiben lehetséges, kerülni kell minden olyan elemet, amely nagy esésveszteséget okoz. Ilyen helyi esésveszteség lép fel a csatornák keresztszelvényváltozásainál, szűkülésnél, bővülésnél. Gyakran a szűkülés és a bővülés párosával fordul elő (pl. hidak, Venturi-esatornák, zsilipek esetében). A két különböző keresztmetszetű szelvény közti átmenet kialakítását sokféleképpen meg lehet oldani. Ezek a megoldások az áramlásban különböző nagyságú energiaveszteséget, ill. esésveszteséget okoznak. A szabadfelszínű csatornáknál, ahol a törtlapú átmenet elsősorban kerülhet alkalmazásra, az esésveszteség különösen nagy jelentőségű, mert nemcsak a szivattyúzási, ill. duzzasztási magasság növekedését, hanem nagyobb földmunkát vagy kisebb gravitációsan öntözhető területet is eredményez. A csatornákat a szállítandó legnagyobb vízhozamra kell méretezni, s így az építésre az ennél előálló esésveszteség a mértékadó. Ha átlagos csatornamélységnek csak 1 m-t veszünk fel és pl. Venturi-csatornát építünk, ez legalább 20—25 cm esésveszteséget jelent. Nézzük meg ezeknek a helyi esésveszteségeknek a pénzügyi kihatását országos és éves viszonylatban. Pontos adatok nem állnak rendelkezésre a különböző célú vízfogyasztásokról. A felhasznált öntözővíz az öntözési idény alatt már ma is 100 m

3/sec körül van, de 300 m

3/sec-ig fejleszthető [1]. A belvízlevezetés, ivóvízellátás, ipari vízellátás, szennyvízelvezetés, természetes kisvízfolyások, vagyis azok a területek, ahol akár mérő-, akár szabályozó műtárgyak beépítése nagy mennyiségben fordul elő, és ahol az esésveszteség ugyancsak nagy súllyal jön szóba, hasonló nagyságrendű vízhozam mérését teszik szükségessé. Hogy ennek a viszonylag nagy vízmennyiségnek a szállítása folyamán fellépő esésveszteség pénzben kifejezve milyen kiadást jelent az országnak, azt jól mutatja, ha a veszteséget emelő* Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet, Budapest. magasságnak tekintve az adott vízmennyiség felemeléséhez szükséges szivattyúzási költséget számítjuk ki. 1 m

3 víz 1 m magasra való felemelése, vagyis 1 métertonna hasznos Szivattyúzási munka elvégzése mintegy 0,007 Ft-ba kerül [2]. Tételezzük fel, hogy 200 m

3/sec vizet a szétosztás, összegyűjtés, mérés és szabályozás f ilyamán kedvezőbb átmeneti felületek alkalmazása révén összesen 20 cm-rel kisebb magasságra kell felemelni, mintha az eddig szokásos átmeneti felületeket alkalmaznánk. Az így megtakarított hasznos teljesítmény N = 200 t/sec X 0,2 m = 40 mt/sec, vagyis pénzben kifejezve p = 40 mt/sec X 0,007 Ft/mt = 0,28 Ft/sec. Ha feltételezzük, hogy ez a megtakarítás csak évi négy hónapon keresztül érvényesül, de akkor teljes értékével, a megtakarítás évi összege P = 0,28 Ft/sec X 120 nap/év x 86 400sec/nap = = 2 900 000 Ft/év. Az összeg megdöbbentően nagy és azt mutatja, hogy az átmeneti felületek kérdésével feltétlenül érdemes behatóan foglalkozni. Ha egyegy műtárgynál csak néhány cm esésmegtakarítást sikerül elérni, műtárgyak sorozatán át haladva, az esésnyereség könnyen elérheti, vagy meg is haladhatja a példánkban alapul vett 20 cm-t. A számított összeg természetesen nem jelent feltétlenül teljes egészében energiaiüegtakarítást. Az esésveszteség csökkenése jelentheti a gravitációsan öntözhető terület kiterjesztését vagy a csatornák földmunkájának csökkenését is. Ha az új átmeneti felület nemcsak hidraulikailag kedvezőbb a réginél, hanem építése is olcsóbb, a megtakarítás nemcsak az üzemnél, hanem már az építésnél is jelentkezik. Végül, ha az új átmeneti felület, egyszerűbb alakja folytán, pontosabban is építhető, mint az eddig használatosak, ez a mérésre használt műtárgyak típushitelesítésének értékét, vagyis magát a mérési pontosságot fokozza. Ezeket az utóbbi előnyöket csak mélyreható tanulmányozás után lehetne pénzben kifejezni, de a megtakarítás nagysága bizonyára az esésnyereséghez lenne hasonló. Csak tájékoztató adatként említem, hogy ha a mérési pontosság fokozása következtében csak 2 m

3/sec vizet lehet megtakarítani (illetve ezzel újabb területet öntözni), ez mintegy 2 000 000 Ft évi hasznot jelent a népgazdaságnak. Néhány szó az átmeneti felületekről általában Különböző szelvényű cső-, csatorna- és partszakaszok, valamint sík vagy görbe felületű műtárgyelemek között a hidraulikailag legkedve-