Download Communication du LCH No 23 - Infoscience

Lufttransport im Klassischen Wechselsprung
Beobachtungen zum Lufteintrags- und Luftaustrags- Verhalten
annähernd kein Luftflux auf, da sich die Luft hauptsächlich oberflächennah ansammelt und in
dieser Zone nahezu keine Geschwindigkeit vorhanden ist. Aus Cw + Ca = 1 und Q = A v C ergibt der Flächenunterschied von Luftflux zu Totalflux den Wasserflux. Mittels Kontinuitätsgesetz wurde geprüft, ob die total vorwärts transportierte Wassermenge abzüglich der rückwärts
transportierten Wassermenge der durch die Pumpe zugeführten Wassemenge entspricht.
Q Kontinuität = Qvorwärts − Qrückwärts
(4)
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0.60
0.40
0.20
0.00
1.60
1.40
1.20
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
Die mit Gleichung (4) berechnete Kontinuität stimmt nicht mit der gelieferten Pumpenmenge
überein. Mögliche Ursache könnte sein, dass eine oder mehrere der getroffenen Annahmen
falsch sind oder die gemessenen Luftkonzentrationswerte falsch angewendet werden.
Bei der Beobachtung des Verhältnisses von lokaler Weisswassertiefe (h0.90 – h0.01) zu lokaler
Gesamttiefe (h0.90) wurden folgende Grafiken notiert:
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
Bild 3: Belüftungsdicke in Abhängigkeit von X.
Bild 4: Belüftungsdicke in Abhängigkeit von Ca.
Daraus fallen besonders bei Bild 4 zwei Richtungswechsel auf. Die Hauptabnahme der Luftkonzentration findet unter relativ konstantem Verhältnis der Belüftungsdicke statt.
Bei der Betrachtung der Kontinuitätslinie hKontinuität wurde folgende Beziehung zur horizontalen Geschwindigkeit nach Hager W.H. (1992) beobachtet:
hKontinuität =
QKontinuität
b vKontinuität
worin v Kontinuität = xi
v1
Lr
│0 ≤ xi ≤ Lr│
(5)
4.2 Wechselsprung ohne Vorbelüftung: M2F6.0 und M3F2.9
Die Wechselsprünge der Messungen M2F6.0 und M3F2.9 wurden an derselben Station im Kanal erzeugt, wie M1F4.4; sie erzielten ähnliche Bilder wie Bild 1 bis Bild 4.
4.3 Wechselsprung mit Vorbelüftung: M4F4B und M5F6B
In dieser Messung war es schwierig, die Höhe h0.90 dem Messdatenblatt zu entnehmen weshalb
diese Messung nicht immer in die vergleichende Grafiken aufgenommen werden konnte.
Herbrand K., (1969), erachtet eine Änderung der Sprunglänge auf Grund der Luftbeigabe als
wahrscheinlich. – In den zwei mit Vorbelüftung durchgeführten Versuchen konnte keine markante Änderung der Sprunglänge durch Vorbelüftung festgestellt werden. Die künstliche Anreicherung des Wechselsprunges mit Luft erzeugt eine Verstärkung der Abläufe und verbessert deren Sichtbarkeit dank zusätzlichen Lufteinschlusses massiv!
4.4 Beschreibung der visuell beobachteten Vorgänge im belüfteten Wechselsprung M5F6B
Untenstehende Skizze widerspiegelt die beobachteten Regelmässigkeiten am Wechselsprung.
27