Vízügyi Közlemények, 1974 (56. évfolyam)
3. füzet - Rövidebb közlemények és beszámolók
VÍZ-LEVEGŐ KEVERÉKÁRAMLÁS SZEREPE VÍZTÁVVEZETÉKEK NYOMÁSLENGÉSÉNÉL DR. SCHNEIDER SZILÁRD 1 Víztávvezetékek általában emelkedő és lejtő szakaszokból tevődnek össze, a vezetek geodéziai liossz-szelvényén magas- és mélypontok találhatók. A tervezés és az üzem alapja a permanens áramlás és a nyugalmi állapot nyomásvonalait is feltüntető hidraulikai hossz-szelvény (1. ábra). A lengésvédelem tervezésénél mértékadó a szivattyútelep váratlan, hirtelen leállását követő nyomáslengés [2j. A lengésvizsgálat feladata a hidraulikai hossz-szelvény kiegészítése az alsó és felső lengésvonallal. A lengésvonalak a nem permanens üzemállapot során az egyes szelvényekben — általában nem egyidejűleg — fellépő minimális, illetve maximális nyomásmagasságértékeket ábrázoló görbék (1. ábra). A szivattyútelep hirtelen leállása után a víztávvezetékben kialakuló nem permanens áramlás átmenet két permanens, az üzemi és a nyugalmi állapot között. Az átmeneti, nem permanens áramlásban általában három alapvetően különböző jelenséget figyelhetünk meg, ezek: a rugalmas nyomáslengés, a víz—levegő keverékáramlás, és az „ űr"-képződés, kavitáció. A nem permanens áramlás a szivattyútelep hirtelen leállása után rugalmas nyomáslengéssel kezdődik. Amint a csőtengelyen mért és vízoszlopmagasságban kifejezett túlnyomás az emelkedő csőszakaszon mintegy — 8 m értékig süllyedt, a nem permanens áramlás jellege megváltozik. A vízből jelentős mennyiségű levegő válik ki, a finom buborékokban megoszló levegő a vízzel víz-levegő keveréket alkot, melynek nyomása az emelkedő szakasz mentén tovább nem süllyed. A negatív nyomásmagasságnak, a vákuumnak értéke a víz hőfokától és az elnyelt levegőre vonatkozó telítettségétől függ, a —8 m átlagos érték. Gyakorlatilag azzal a maximális vakuummal számolhatunk, mellyel hosszabb szivornyavezeték még üzemben tartható lenne, az adott vízhőfokot, telítettséget és csőátmérőt feltételezve. A keverékáramlás bonyolult jelenség, melynek teljes felderítése még alapos kutatómunkát igényel. A gyakorlati lengésvizsgálatnál e jelenségnek egyszerűsített modelljével számolhatunk. Az emelkedő szakasz végén, a magasponton, vagy ott, ahol egy kevésbé meredek szakasz [2] következik, az áramlás jellege újból változik. A nyomás a páranyomásig (telítettvízgőz-nyomásig) süllyed, vízgőz képződik, mely gőz kitölti a magasponton keletkezett „űrt". A nyomás visszatértekor ez az „űr" összeroppan. Ezt a kavitációs jelenséget a csővezetékre veszélyes nyomásemelkedés, a vízütés kíséri. A vízütést lengésvédelemmel feltétlenül meg kell akadályozni. A víztávvezetékek több mint fél évszázada bevált, általánosan használt lengésvédelme [2] a szakaszokra bontás. A víztávvezeték mélypontjain felszerelt csappantyúk (1. ábra) meggátolják a nyugalmi nyomás gyors visszatérését, az „űr" hirtelen összeroppanását, a vízütést. A magaspontokon elhelyezett szakaszoló szerelvények, az önműködő légbeszívó szelepek lerövidítik a csatlakozó szakaszokban keletkezett vákuum tartalmát, ezek a szelepek módosíthatják a lengésvonalak helyzetét is [2]. Az ily módon védett vezetéken 1 Dr. Schneider Szilárd oki. gépészmérnök, Vlzügui Tervező Vállalal (Budapest)
