Hidrológiai Közlöny 1965 (45. évfolyam)
4. szám - Bozóky-Szeszich Károly: Hengeres tározó medencék áramlástani vizsgálata
Bozóky-Szeszic.h K.: Hengeres tározó medencék vizsgálata Hidrológiai Közlöny 1965. 4. sz. 157 1. táblázat Kisminta méretarányok Medence térfogat [m 3] Vízmélység Medence térfogat [m 3] Méretarány főkivitelben [m] kismintában [cm] 500 1 : 10 4,80 48 1000 1 : 12,75 6,10 48 1500 1 : 14,6 7,0 48 a be és kivezető csőcsonkok medencén belüli végéhez. Az idomok belső átmérőjét behelyezhető, különböző átmérőjű betétgyűrűk szabályozták. (Ez a megoldás lehetővé tette a különböző változatok gyors átépítését.) A vizsgálat módszere Medencéken átáramló vízmozgás tulajdonságainak jelzett anyaggal (sóoldattal) való vizsgálatát hazánkban Vágás István és Muszkalay László [2] vezette be, illetve fejlesztette tovább. Vizsgálataik ülepítő medencékkel kapcsolatosak, amelyekbe a víz egyenletesen elosztva lép be. Víztározó medencéknél a vizet koncentráltan vezetik be. A bevezető cső közelében, de a medence távolabbi részein is erőteljes mozgás jön létre, a hidraulikai viszonyok tehát mások, mint az ülepítő medencék esetében. A tározó medencék eltérő hidraulikai viselkedését még fokozza az a körülmény, hogy az ellennyomó medencék azemének egyik időszakában csak vízbevezetés, ü másik időszakban csak vízkivezetés van, átfolyásos medencéknél a be- és kivezetett vízhozam lehet egyező, de lehet eltérő is. Az ülepítő medencéknél ezzel szemben a be- és kivezetett vízhozam minden időpontban gyakorlatilag egyezik egymással. Mindezek alapján nyilvánvaló, hogy azok az elméletek és hatásfok jellemzők, melyek az ülepítő medencékkel kapcsolatosak, a tározó medencék vizsgálatánál — a hidraulikai viszonyok eltérő volta miatt — továbbfejlesztendők. Víztározó medencék áramlástani kérdéseit mind a hazai, mind a külföldi gyakorlat úgy vizsgálja [3, 4], hogy a víz felszínén úszókat helyez el, valamint a víztér belsejébe is a víz fajsúlyával egyező fajsúlyú lebegő testeket juttat, majd ezek mozgását fényképen rögzíti. A fényképen észlelt elmozdulásból és a megvilágítási időből meghatározható az áramlás iránya és sebessége. További eljárás az, amikor a medencébe színezett pl. káliumpermanganáttal megfestett vizet adagolnak és a festőanyagnak a víztérben való mozgását észlelik. Ezek a vizuális és fotografikus eljárások alkalmasak arra, hogy a medence áramlási viszonyairól tájékoztató képet adjanak, de számszerű összehasonlítások ezen eljárásokkal csak igen bizonytalanul tehetők. A medencében levő, valamint frissen bevezetett víznek az elkeveredéséről ezzel a mérési eljárással nem kapunk tájékoztatást. Az elmondottak miatt arra törekedtünk, hogy a bizonyos térfogatig vízzel feltöltött medencébe, jelzett vizet vezessünk be és a jelző anyagnak az elkeveredését vizsgáljuk. Az elkeveredés mértékétől függően oszlik el a jelzőanyag a medencében, az elkeveredésre tehát a jelzőanyag töménység-eloszlása a jellemző. Jelzőanyag nagyon sokféle lehet, ezek közül csak néhányat sorolunk fel. 1. Színező anyagok pl. metilénkék, melynek töménysége káliumpermanganáttal való titrálással állapítható meg. 2. Agyag suspenzió, az egységnyi térfogatban levő mennyiség (töménység) Pulfrich-féle nephelométerrel mérhető. 3. Radioaktív izotópok jelenléte és töménysége sugárzás mennyiséget mérő műszerekkel ellenőrizhető. Az eljárás alkalmazását egyebek között a szigorú biztonsági rendszabályok teszik sok esetben nehézzé. 4. Vegyi anyagok (tulajdonképpen a színező anyagok is ide sorolhatók) jelenléte és töménysége különféle módszerekkel kimutatható. A töménység meghatározható analitikus úton pl. titrálással, bizonyos anyagok esetében lángfotométerrel, valamint a víz elektromos vezetőképességének megmérésével. Akármilyen jelzőanyagot használunk, abból bizonyos töménységű oldatot készítünk és ezt egyenletesen a keverőedénybe vezetjük. Az adagolás egyenletességét Mariotte edény biztosítja. A jelzőanyag töménysége azonban, főleg hoszszabb adagolás esetén változhat, a Mariotte edényben végbemenő ülepedés miatt. Emiatt az adagolás ideje alatt a bevezető csőcsonk mintavételi csapján a bevezetett vízből mintákat kell venni és meg kell határozni, milyen töménységű a bevezetett vízben a jelzőanyag. A jelzőanyag elkeveredésének meghatározása érdekében a medencéből kivezető csőcsonkon is mintákat kell venni. Az alkalmazott jelzőanyag kiválasztását több kívánalom befolyásolja: a) A jelzőanyag kis töménység esetén is pontosan kimutatható legyen. Nagy töménység esetén ui. a jelzőanyag megnöveli a bevezetett víz sűrűségét, a bevezetett víz leül a medence aljára és a keveredés befolyásolt. b) A töménység meghatározása egyszerűen és gyorsan történjék, mert az előbbiekből az következik, hogy nagyszámú töménységmérést kell végezni. A felsorolt anyagok közül az 1—3. alattiak, kia töménység esetén is pontosan meghatározhatók, a meghatározás azonban sok minta esetén nehézkessé válik. Leginkább az agyag suspenzió és lithiumchlorid jöhetne szóba jelzőanyagként (utóbbi lángfotométerrel kis koncentráció esetén is pontosan kimutatható), azonban a töménység meghatározásához szükséges műszerek nem álltak rendelkezésre. Amennyiben a töménységet titrálással határozzuk meg, a mérési munka hosszadalmassá válik. A víz elektromos vezetőképessége egyszerűen határozható meg, a vegyi jelző anyag töménysége és a vezetőképesség közti összefüggés ismeretében a mérési eredményből a töménység számítható. A vezetőképességgel való töménységmérés hátránya, hogy viszonylag nagyobb töménységű ionosán disszociáló jelzőanyag alkalmazását teszi szükségessé, ez viszont a bevezetett víz sűrűségét növeli. Az előzőkben ismertetettekből látható, hogy végeredményben mindenféle fajtájú jelzőanyaggal való mérésnek vannak nehézségei. Ezért kiválasztottuk azt a jelzőanyagot, amelynek töménysége egyszerűen és gyorsan meghatározható, mivel a kísérlet tartama alatt nagy számú töménységmeghatározást kellett végezni. Erre a legalkalmasabbnak a konyhasó (NaCl) bizonyult. Oldatbeli kis töménységváltozása is már erősen megváltoztatja a víz vezetőképességét, amellyel a mintákban a töménységet meghatároztuk.
