Hidrológiai Közlöny 2008 (88. évfolyam)

2. szám - Muszkalay László: Kutatási tapasztalatok összefoglalása

MUSZKALAY L.: Kutatási tapasztalatok összefoglalása 25 ségeloszlást), a minimális energiafelhasználást. A megadott időhatár a sebességmérés reprodukáló képességéhez (kb. 1 %) tartozik. Az adott esetben a műtárgy vízhozam-tényezője kb. 0,8-ről 0,92-re emelkedett. [11] 35. Iránymérési tapasztalatok: Tiszalökön az erőmű felett 30-45°-os irányeltérések, egyenetlen sebességeloszlás (elválasztó pillérnél nagy sebesség, 180"-os irányváltással, part közelben kis sebesség) hatására az elválasztó pillér aláüregelődött, a part felé a meder feltöltődött. A parti turbina előtere csaknem felére csökkent. A vízmozgás a turbinákra erős lüktetéssel, ferdén érkezik, a turbinák hatásfoka csökken (a hibák elhárítása után a telep teljesítménye mintegy 10 %kai nőtt). A hibák okozója a kisminta-vizsgálatok alapján lényegesen lerövidített elválasztó pillér, ami a vízfolyást erős iránytörésre kényszeríti (a vízszintesen mozgó tehetetlen víztömeg irányváltozás nélkül a duzzasztó-tábláknak ütközik, és onnan visszaverődve, félkörívet leírva jut el a turbinák előterébe, miközben a jelentős veszteségek hatására hasznos energiatartalma csökken és a turbinák vízszállítása eltérő). A hibák egy részének javítására és a biztonság növelésére a pillérorr kőszórással való védelmét és a feliszapolódás kotrását javasoltuk. A pillérorr kis mértékű meghosszabbítása és az ottani mélység csökkentése, valamint a part menti részek mélyítése az áramlást egyenletesebbé tette és csökkentette az ütközési veszteséget. A turbinákhoz érkező vízhozam egy része azonban még így is a táblákról visszaverődve jut a turbinák előterébe. Az óballai Tisza-kanyar homorú partjának közelében elhelyezett úszó szivattyútelep hatására évről-évre jelentősen kikagylósodik a kőszórással védett part és az egész homorú partszakasz gyorsan közeledik az árvízvédelmi töltéshez. Az iránymérések kimutatták, hogy az áramlás nagysebességű része (sodorvonal) csaknem merőlegesen éri a homorú partot, és jelentősen lefelé irányuló komponenst tartalmaz. A sodorvonal másik oldalán ellenkező irányú sebességkomponensek jelentkeznek. Ezek hatására a domború part két helyen jellegzetes alakkal kikagylósodik. A kikagylósodás száma és mérete a kanyar túlfej lettségére jellemző. A szivattyútelep működésének hatására a sodorvonal iránya további 10 fokkal a homorú part felé fordult (merőlegessé vált), és nőttek a lefelé irányuló sebesség-komponensek (maximális mederanyag-mozgató erők). A függélyben a felszín közelében a sebesség a homorú part felé irányult, a fenék felé haladva fokozatosan eltérő irányba fordult az áramlás (az eltérés maximuma elérte a 120°-ot), s a mérések szerint az elszívó hatás úgy működött, mint az Escande-féle szívórés bukók esetében (a bukóélen 1 % vízhozam elszívása 15-20 %-kal növeli a vízhozamot azonos átbukási magasság mellett). A homorú part állékonyságát veszélyeztető szívóhatás elkerülésére a szivattyútelep áthelyezését (költséges és nem teljes megoldás) javasoltuk, vagy jugoszláv kisminta-vizsgálatok alapján az áramlás elterelését a homorú parttól. Az elterelésre olyan terelőművet javasoltunk, amelyik a homorú parton, a kanyar elején helyezkedik el, és a sodorvonalat 20-25°-kal tereli el eredeti irányától (az áramláshoz simuló keresztgát és nem az áramlással szembe fordított sarkantyú). Adott esetben nem lehet cél az energiatörés, ami fokozza a kimosást. A cél az, hogy a homorú parti sebességet csökkentsük, vagyis a sodorvonalat a kanyarban is a geometriai középvonalba tereljük a legkisebb energiaveszteséggel. A javaslatot a sarkantyúkhoz szokott magyar folyószabályozás nem fogadta el, pedig a későbbi vizsgálatok megállapították, hogy a Tiszán van olyan állékony szabályozás (Vezseny), amelyik a kanyarban is szimmetrikus sebességeloszlást és szelvényt alakít ki. A homorú parton kialakuló sebesség és mélység-maximum ugyan törvényszerű, ha a vízfolyást magára hagyjuk, vagy domború parti sarkantyúkkal még segítjük is, de homorú parti terelőművel kis energiaveszteséggel meg is akadályozhatjuk. [24] [25] [28] 38. Az ikervári vízerőműben az oldalágban lévő kis teljesítményű turbinát bővítés nélkül nagy teljesítményűre cserélték ki, de a teljesítmény-növekedést nem érték el. A helyzet analóg a tiszalöki vei. A fő ágban lévő régi telep (egyenes vonalú áramlás) önmagában jó hatásfokkal működik. A mellékágban lévő új, nagy vízemésztésü turbina (iránytörés a rövid elválasztó pillér miatt, kb. 45°-os) önmagában sem éri el a garantált hatásfokot. A két rész együttes működtetése esetén az összes teljesítmény kisebb, mint külön-külön a két részé. Ebben az esetben az áramlás ingázóvá vált. Hol az egyik részben van vízemésztés, és a másikból visszafelé áramlik, hol fordítva. A Vízgép Tanszék ellenvéleménye szerint ilyet eddig a szakirodalom nem ismert (Tiszalök!?), ezért a kárt a bíróság a beruházó, tervező és kivitelező között egyenlő arányban megosztotta. A hiba a felvízi csatorna hosszú kettéosztásával és jelentős bővítésével lett volna javítható, de újabb költséget nem vállaltak. (18) 58. A Rábán, Nicknél függély-pulzáció és mérőkeresztes mérés. Korrelációs összefüggés a függély mentén, iránypulzáció első adatai. A pontonként mért sebességek illeszkedése normál-eloszlásra. Keresztirányú komponensekből csavarmozgás számítása. Egy teljes fordulat értelmezhető, mint jellemző elkeveredési hossz (a szállított anyag az egyik partról átér a másikra). [71 ] 61. Francia kutatók kimutatták, hogy az ún. csillapítórács mögött jelentős turbulencia keletkezik. A rácstól távolodva a turbulencia csökken (exponenciálisan, vagy hiperbolikusán), és a különböző távolságokban lévő szelvényekben a forgómüves sebességmérőkkel mért vízhozam csökken, de még 80 m-re is 1-2 %-kal több, mint a csatorna végén elhelyezett bukóval mért vízhozam. A rácstól 1 m-re 17-21 %-kal mértek többet 12,5 cm 0-jü, bronz vitorlával. A pulzációt nem számszerüsítették, ezért a vizsgálatot megismételtük Ott Minor műszerekkel (5 cm 0-jü, alumínium vitorla) úgy, hogy minden pontban meghatároztuk a sebességingadozás mértékét (az 1 mp-es sebességátlagok szórását) is. A vízhozammérés relatív, szabályos hibája a szelvények átlagos relatív sebességszórásának négyzetével voltak arányosak. A vitorlák kisebb tömege miatt a vízhozam-mérés relatív hibája is kisebb (10 %) volt, mint a francia mérések esetében. Ez számszerűen felhívta a figyelmet arra, hogy pulzáló vízmozgásban (az esetek többségében) törekedni kell a minél kisebb tehetetlen tömegű forgórészű műszerek alkalmazására, mivel nemcsak a véletlen jellegű hibák, hanem szabályos hibák (többlet-értékek) is keletkeznek. Kisméretű, műanyag (vízfajsúlyú) vitorlákat kell alkalmazni. [58] [59] [64]