Hidrológiai Közlöny 1980 (60. évfolyam)

7. szám - Dr. Haszpra Ottó: Rugalmas vízépítési szerkezetek vizsgálata főkiviteli anyagból épült modellen, ha a nehézségi erő befolyása elhanyagolható

328 Hidrológiai Közlöny 1980. 7. sz. Dr. Haszpra: O.: Rugalmas vízépítési szerkezetek XI "V uA 1. ábra. Egy lengőszelep vagy egy gördülő kődarab mozgását kielégítő pontossággal még nyomás alatti áramlásban is csak a nehézségi erő figyelembevételével lehet modellezni. Mivel a tehetetlenségi erő is jelen van, a Froude-féle modelltörvényt kell használni. Ha más erő (pl. a rugalmassági erő) is jelentős, a jelenség modellezése csak úgy lehetséges, fia ezt a harmadik erőt is sikerül a Froude-törvénynek megfelelően reprodukálni. Puc. 1. JJeuMcenue eecoeoao KJianana UAU Kamawufezocsi KQMHH c docmamowoü motnocmbio daxce e HanopHOM nomoice MOXCHO ModeAupoeamb m0AbK0 c yiemoM epaeumaifuoHiwü cuAbi. nocKOAbKy npucymcmeywm u CUAH UHepyu CAedyem npuMeHHmb 3ÜKOH nodoöun (fipyöa. FXAU SAUHHue KÜKOÜ-AUGO ópyzoü CUAU (nanp. ynpyeoü) manme mauumeAbHO mo ModeAupoeaHue Moxcem hbimb ydaiHUM moAbico e moM CAytae, Koeda amy mpembw cuAy penpodyqupyeM e coomeemcmeuu c 3ÜKOHOM (Ppyda Abb. 1. Die Bewegung eines Schwingungsventils oder eines rollenden Steines kann mit entsprechender Genauigkeit sogar in einer Unter Druck befindlichen Strömung nur unter Berücksichtigung der Schwerkraft. modelliert werden. Nachdem auch das Tragheitsvermögen vorlianden ist, muss das Froude-sche Modellgesetz angewendet werden. Wenn auch andere Krifte (z. B. Elastizitátskrafte) hedeutend 8ind, ist die Modellierung der Erscheinungen nur möglich, wenn es gelingt auch diese dritte Kraft dem Froude-schem Gesetz gemáss zu reproduzieren a, \ \ •y / í /4 1 l / / / — 1 1 7/r/?>/r/r?777T77T777777 öodnaH noeepxHocmb. ECAU ceoőoÖHyw noeepxHocmb UCKAW<íumí>, mo deücmeue epaeMmaifuoHHOü CUAH ebicmynaem m0AbK0 e Kaiecmee nocmoMHOü fioiioeoü naepy3KU (Hanp. e nodbeMHbix cmepdtcHax) HO He 0Ka3bieaem BAUHIIUH HÜ deusKenue ncudKocmu u Ha KOAeőanua ufuma (ecAU moAbno He Hacmynum MaKpoKaeumaifuu) — (puc/6/) B KOHifax myneAH Hanopu, HeoőxoduMbie K npaeuAbnoü paőome MOdeAU Moeym öbimb oöecneteHbi u maicuMu cnocoöaMbi, Komopbte omAUHawmcH om eeoMempuiecKoeo noöoöun B CAyiae a) e03M03KH0 ucKAWuumeAbno m0AbK0 npuMeHenue 3aKona (fipyda. B CAynae 6) 3ÜKOH ModeAupoeanun onpedeAumca U3 ycAoeun, imoöbi coeMecmuoe ModeAupoeaHue CUA unepifuu u eucmynawuieü emopoü CUAU (nanp. ynpyeoü) MOZAO óbimb ebinoAiieno Abb. 2. Die Schwerkraft beeinflusst die Inanspruchnahme einer im Tunnell verlegten Dammtafel aus zwei Gründen: lm Tunnel selhst oder im Schacht der Dammtafel kann ein freier Wasserspiegel erscheinen [Abb.íJ(a). Wenn man den Wasserspiegelausschaltet, bedeutet die Scawerkraft nur eine konstante Inanspruchnahme] z. B. in den Hubsthngen (mit der Annahme, dass die Dammtafel nicht in Schweben gelangt und keine Makrokavitation entsteht): die aber auf die Strömung und auf die Schwingung der Dammkonstruktion keinen Winfluss ausübt [Abb. (b):]. An den zwei Enden des Tunnells können die zur entsprechenden Funktionierung des Modells notwendigen Druckverlialtnisse, auch auf einer von der geometrischen Áhnlichkeit vollstündig abweicliender Art gesichert werden. Im Falle (a) kann nur das Froude-sche Modellgesetz angewendet werden. Im (b) Fali wird das Modellierungsgesetz demgemáss festgestellt, wie die gemeinsame Modellierung der Inertie und der daneben auftretenden anderen Kraft (z.B. Elastizitat) gelöst werden kann. 2. ábra. Egy alagútba helyezett gáttábla igénybevételét a nehézségi erő két oknál fogva is befolyásolja: szabad vízfelszín jelenhet meg magában az alagútban, vagy a gáttábla aknájában a) ábra. Ha a szabad felszínt kiküszöböljük, a nehézségi erő már csak konstans alap-igénybevételt jelent (pl. a felhúzórudaklian), de (feltéve, hogy a gáttábla nem kerül lebegésbe, és nem áll elő makrokavitáció) az áramlásra és a gátszerkezet rezgéseire hatása nincs b) ábra. Az alagút két végén a geometriai hasonlóságtól teljesen eltérő módon is biztosíthatjuk a modell megfelelő működéséhez szükséges nyomásviszonyokat. Az a) esetben csak a Froude-féle modelltörvény alkalmazása lehetséges. A b) esetben a modellezési törvényt az szabja meg, hogy a tehetetlenség és a mellette fellépő másik erő (pl. rugalmasság) együttes modellezését hogyan tudjuk megoldani. Puc. 2. llaepy3KU na nodnopHbiü iqum, ycmaHOBAenmiü e myHHeAU 3aeucnm om epaeumaifuonHoü cuAbi ÖAaeodapu deyM npmuHaM: a) e myneAU Mojtcem noneumcn ceoöodnan noeepxnocmb, 6) e rnaxme ufuma Mowiem noneumben ceo3. ábra. Egy nem függőleges tengelyű turbina-járókerék vagy tengeralattjáró-csavar mozgását a nehézségi erő normális viszonyok között nem befolyásolja. De ha az egyik lapát letörik, a nehézségi erő hatás nem küszöbölhető ki. Puc. 3. Ha deuMcenue paöoteeo KOAeca mypöunu UAU eutima nodeodnoü AOÖKU HeeepmuKaAbnoü ocu a nopMaAbHUX ycAoeuHX apaeumaquoHHasi cuAa ne deíícmeyem. OdHCLKO npu n0A0MKe oŐHoeo U3 Aonacmeü deücmeue epaeumailUOHHOÜ COAbl U3Öe3Kamb He603M03KH0 fibb. 3. Die Schwerkraft beeinflusst die Bewegung eines TurbinenLaufrads oder einer Unterseebootsschraube unter normalen Verháltnissen nicht, wenn aber die Schaufel abbricht, dann kann die Wirkung der Schwerkraft nicht ausgeschaltet werden. 3. A modellezés módszere A hidroelasztikai jelenségeknél, mivel gyorsuló-lassuló mozgásokról van szó, minden esetben jelentős a tehetetlenségi erő hatása (ez magában foglalja a turbulens súrlódást is). Ugyanez a helyzet a rugalmas erőkre vonatkozóan, de csak a szerkezet tekintetében. A folyadék természetesen szintén elszenved rugalmas térfogatváltozá-