Entwurf, Herstellung und Installation einer hydraulischen Messrinne mit 3D-Messwagen.
| Gesamtlänge der Anlage | 21,50 m |
| Gesamtbreite der Anlage | 2,50 m |
| Gesamthöhe der Anlage | 2,40 m |
| Wirkungslänge der Rinne | 17,90 m |
| Wirkungsbreite der Rinne | 0,60 m |
| Wirkungshöhe der Rinnenwände | 0,49 m |
| Maximale Neigung der Rinne | 5,0 % |
| Maximaler Durchfluss | 250 l/s |
Entwurf, Herstellung und Installation der mechanischen und elektrischen Teile des hydrotechnischen Labors. Die Lieferung umfasste einen hydraulischen Kreislauf, zwei hydraulische Rinnen mit Modellen von Wasserstrukturen, Messung, Steuerung und Visualisierung von nicht-elektrischen Kenngrößen.
| Gesamtfläche des Labors | 290 m2 |
| Gesamtdurchflusskapazität des Labors | 100 l/s |
| Hydraulische Rinne Ž1 - Länge/Tiefe/Breite | 8,1/0,40/0,40 m |
| Hydraulische Rinne Ž2 - Länge/Tiefe/Breite | 10,0/0,40/0,40 m |
| Hydraulische Rinne Ž2 - Neigung | -1 % až 6,4 % |
Erneuerung des Messraumes von hydraulischer Messrinne im Labor des Instituts für Wasserbau an der Fakultät für Bauingenieurwesen wurde in drei Monate realisiert. Wirkungsbreite der Rinne hat 0,40 m geblieben. Wirkungshöhe der Rinnenwände wurde über 0,10 m auf fast 0,50 m erhöht. Gesamte Durchflusskapazität der Anlage wurde von 40 l/s auf 60 l/s erhöht.
| Gesamtlänge der Rinne | 12,5 m |
| Wirkungslänge der Rinne | 12,0 m |
| Wirkungsbreite der Rinne | 0,409 m |
| Wirkungshöhe der Rinnenwände | 0,49 m |
| Minimaler Durchfluss | 0,2 l/s |
| Maximaler Durchfluss | 60 l/s |
Der hydraulische Laborkreislauf besteht aus drei Grundelementen – den Wasserbehältern, den Rohrleitungen und den anknüpfenden Messstrecken. Vier Wasserbehälter mit rechteckigem Grundriss haben insgesamt 3,9 m3. An einen Behälter ist eine Kreiselpumpe mit Gesamtleistung von 2,4 kW und mit max. Kapazität von 40 l/s installiert. Das Wasser von der Pumpe wird über Edelstahlrohrleitung mit Dimensionen von DN 100 befördert. Im Rahmen des hydraulischen Kreislaufs wurden insgesamt zwei Messstrecken entworfen, von denen die hydraulische Messrinne mit der Gesamtlänge von 6,50 m die wichtigste ist. Diese wurde als feste, nicht kippbare, mit verglasten Seitenwänden, Edelstahlboden und Breite von 0,37 m, entworfen. Die ganze Konstruktion der Messrinne ist verzinkt. Die zweite Strecke ist die Reservestrecke, die in der Zukunft für die Förderung der frei stehenden Modelle angewendet wird. Den elektrotechnologischen Teil des Labors bildet den Schaltschrank mit Frequenzumrichter, der die Kreiselpumpe reguliert wird. Steuerung des Kreislaufes ist komplett manuell. Für die Präsentation der Strömung in der hydraulischen Messrinne wurden unter anderem 5 scharfkantige Überfälle entworfen.
| Gesamtlänge der Rinne | 6,5 m |
| Wirkungslänge der Rinne | 5,0 m |
| Wirkungsbreite der Rinne | 0,37 m |
| Wirkungshöhe der Rinnenwände | 0,39 m |
| Minimaler Durchfluss | 1,6 l/s |
| Maximaler Durchfluss | 40 l/s |
| Kapazität der Wasserbehälter | 3,9 m3 |
Herstellung eine spezielle Versuchsrinne für den Bedarf von Messungen der deutschen Firma NIVUS GmbH in Räumlichkeiten der VUT Brno (Technische Hochschule Brno), FAST (Fakultät für Bauingenieurwesen). Die Versuchsrinnenwände und dessen Boden bestehen aus glatten wasserfesten Sperrholzplatten. Der aus verzinkter Stahlkonstruktion hergestellte Versuchsrinne verfügt über folgende Parameter:
| Gesamtlänge der Rinne | 6,3 m |
| Wirkungslänge der Rinne | 5,0 m |
| Wirkungsbreite der Rinne | 0,5 m |
| Wirkungshöhe der Rinnenwände | 2,2 m (rezerva – 0,05 m) |
| Gesamte Konstruktionshöhe der Rinne | 2,6 m |
Der hydraulische Laborkreislauf besteht aus drei Grundelementen – dem Vorratsbecken, den Verteilungsrohrleitungen und den anknüpfenden Messstrecken. Das unterirdische Vorratsbecken bildet gleichzeitig das Pumpen- und Akkumulationsbecken mit rechteckigem Grundriss, Gesamtvolumen 6,3 m3. Im Becken sind zwei Kreiseltauchpumpen mit Gesamtleistung von 4 kW und mit max. Kapazität von 36 l/s installiert. Das Wasser von den Pumpen wird über Edelstahlrohrleitung in zwei Druckstränge des hydraulischen Kreislaufs mit Dimensionen von DN 100 und DN 50 befördert. Im Rahmen des hydraulischen Kreislaufs wurden insgesamt drei Messstrecken entworfen, von denen der hydraulische Messrinne mit der Gesamtlänge von 6,50 m die wichtigste ist. Diese wurde als feste, nicht kippbare, mit verglasten Seitenwänden, Edelstahlboden und Breite von 0,36 m, entworfen. Die ganze Konstruktion der Messrinne ist verzinkt. Die zweite der drei Strecken ist eine mit Druck betriebene Messstrecke, die für die Simulation der Energieverluste durch Reibungen in der Rohrleitungslänge und der örtlichen Verluste dient. Die letzte der drei Strecken ist die Reservestrecke, die in der Zukunft für die Förderung der frei stehenden Modelle angewendet wird. Ein Lieferungsbestandteil des hydraulischen Kreislaufs waren auch die hydrotechnischen Modelle der Bauwerke. Für die Präsentation der Strömung in der hydraulischen Messrinne wurden unter anderem 5 scharfkantige Überfälle, ein Überfall mit Stromlinienüberfallfläche oder ein demontierbarer Durchlass, entworfen. Den elektrotechnologischen Teil des Labors bildet das System der Kabelstrecken, das Mess- und Regelkabel, das Steuer- und Visualisierungssystem. Die Bedienung des hydraulischen Kreislaufs wird durch ein 10”-Berührungsanzeigegerät sichergestellt, welches einen Bestandteil der elektrischen Schaltanlage bildet.
Für die Messung kleiner Durchflüsse im Bereich von 0,3 l/s bis 7 l/s wurden zwei von den bestehenden Messstrecken des hydraulischen Kreislaufs mit voll bestückten Umlaufrohrleitungen mit magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräten DN 40 ausgestattet. Lieferungsbestandteil war auch die SW-Änderung des Steuersystems im hydraulischen Kreislauf und die Lieferung großer LED-Darstellungspaneele der aktuellen Durchflüsse in den Messstrecken.
Der bestehende hydraulische Kreislauf nutzt das unterirdische Akkumulationsbecken mit einem Volumen von 30 m3 aus, aus dem das Wasser über die Stahlgussrohrleitungen über insgesamt vier Messstrecken befördert wird. Die Pumpenstation ist mit insgesamt vier Kreiseltauchpumpen Zenit ausgestattet, von denen zwei „klein“ sind mit der Kapazität von 2 x 12 l/s und zwei „groß“ sind mit der Kapazität von 2 x 95 l/s. Im Rahmen der Steuerungsmodernisierung dieses hydraulischen Kreislaufs wurde der elektrotechnologische Teil erneuert. Sämtliche Elektroelemente wurden im Schaltschrank installiert, wo sich auch zwei Frequenzumrichter und das eigentliche Steuersystem befinden, welches in diesem Fall in ein 6”-Visualisierungs-Berührungspaneel der Firma B&R integriert wurde, dessen Fläche auch an einem entfernten Computer darstellbar ist.
Im Rekonstruktionsrahmen der Pumpenstation des hydraulischen Kreislaufs wurde der maschinentechnologische und der elektrotechnologische Teil, erneut. Der maschinentechnologische Teil der Pumpenstation wird von zwei Kreiseltauchpumpen Flygt (installiert im ursprünglichen Pumpenschacht), von Edelstahlrohrleitungen mit Durchmessern von DN 150 bis DN 300 mit sechs Drosselklappen und einem magnetich-induktiven Durchflussmessgerät gebildet. Die Führung der Verteilungsrohrleitungen, gemeinsam mit der Position der Drosselklappen, wurden mit Hinsicht auf die Möglichkeit des derzeitigen unabhängigen Betriebs mehrerer Messstrecken, gelöst. Der elektrotechnologische Teil der erneuten Pumpenstation kann von der technischen Sicht aus in ein System der Kabelstrecken der elektrischen Energie, der M+R-Kabel und unter das eigentliche Steuer- und Visualisierungssystem, unterteilt werden. Dieses System wird in zwei Feldern des Schaltschranks installiert, in dem sich auch die Frequenzumrichter der Pumpen samt Zubehör befinden. Das Steuersystem von der Firma B&R, das einen Bestandteil des 10”-Visualisierungs-Berührungspaneels bildet, dient für die komplette Steuerung, Überwachung und Archivierung aller nichtelektrischen Betriebsgrößen. Dank der PID-Durchflussregelung ist es möglich, im hydraulischen Kreislauf den allmählich sich ändernden Durchfluss zu simulieren.
Für Messungen kleiner Durchflüsse im Bereich von 0,1 l/s bis 3 l/s wurde die Reservemessstrecke der Pumpenstation mit einer völlig bestückten Umlaufrohrleitung mit einem magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät DN 32 ausgestattet. Lieferungsbestandteil war auch die SW-Änderung von Steuersystem des hydraulischen Kreislaufs.
Im Jahr 2003 wurde das neue Labor des Instituts für Wasserbauten errichtet, das so wie andere hydraulische Kreisläufe auf der Existenz des unterirdischen Vorratsbeckens mit dem Volumen von bis 60 m3 Wasser gegründet ist. Das Labor ist mit vier Zentrifugen-Tauchpumpen der Marke Flygt ausgestattet. Zwei kleine mit der Kapazität von 2 x 15 l/s und zwei große mit 2 x 100 l/s. Konzeptionell ist es möglich, den hydraulischen Kreislauf in zwei Betriebsarten zu betreiben – und dies im Gravitations- oder Druckbetrieb. Die gesamte Durchflusskapazität des hydraulischen Kreislaufs beträgt 230 l/s. Die Hauptverteilungsleitungen des Wassers wurden in Edelstahlausführung mit Durchmessern von DN 200 bis DN 350 realisiert. Die Rohrleitungen sind mit insgesamt 12 Absperrklappen und 5 regelbaren Schiebern bestückt. Für die Durchflussmessung werden Induktions-Durchflussmengenmessgeräte angewendet, im Gravitationsmodus wird der Durchfluss mit dem messbaren Thomson-Überfall festgelegt. Im Rahmen der Aktion wurde die komplette elektrotechnologische Ausstattung, bestehend aus Kabelverteilungsleitungen der elektrischen Energie, aus M+R-Kabeln und einem Schaltschrank mit insgesamt vier Feldern, geliefert. Im Schaltschrank befindet sich neben den Periodenumformern auch das eigentliche Steuersystem der Firma SIEMENS Simatik S7 – 300, das mit einem Steuer- und Visualisierungssystem-PC verbunden ist, dessen Fläche auch auf einem entfernten Computer dargestellt werden kann. Die Bedienung des Labors kann auch von zwei Kennwertpaneelen aus realisiert werden. Das System registriert insgesamt etwa 70 Daten der elektrotechnologischen Größen. Die Regelung des Durchflusses in die einzelnen Messstrecken wird im automatischen Modus mittels PID-Regler durchgeführt. Dank der PID-Durchflussregelung ist es möglich, im hydraulischen Kreislauf den allmählich sich ändernden Durchfluss zu simulieren. Das System ermöglicht im Druckmodus die gleichzeitige Speisung von bis drei Messstrecken.
