Návrh, výroba a instalace hydraulického měrného sklopného žlabu včetně 3D měřicího vozíku.
| Celková délka konstrukce | 21,50 m |
| Celková šířka konstrukce | 2,50 m |
| Celková výška konstrukce | 2,40 m |
| Účinná délka žlabu | 17,90 m |
| Účinná šířka žlabu | 0,60 m |
| Účinná výška žlabu | 0,49 m |
| Maximální sklon | 5,0 % |
| Maximální průtok | 250 l/s |
Projekt, výroba a instalace strojní a elektrotechnologické části hydrotechnické laboratoře. Součástí dodání byl hydraulický okruh, dva hydraulické žlaby s modely vodních staveb, měření, regulace a vizualizace neelektrických veličin.
| Celková plocha laboratoře | 290 m2 |
| Celková průtoková kapacita laboratoře | 100 l/s |
| Hydraulický žlab Ž1 – délka/hloubka/šířka | 8,1/0,40/0,40 m |
| Hydraulický žlab Ž2 – délka/hloubka/šířka | 10,0/0,40/0,40 m |
| Hydraulický žlab Ž2 – sklon | -1 % až 6,4 % |
Rekonstrukce měřicího prostoru měrného hydraulického žlabu v laboratoři Ústavu vodních staveb Fakulty stavební VUT Brno. Jmenovitá šířka žlabu zůstala zachována na 0,40 m. Účinná výška skel byla navýšena o 0,10 m na celkových 0,50 m. Byla zvýšena průtoková kapacita žlabu ze 40 l/s na 60 l/s.
| Celková délka žlabu | 15,5 m |
| Účinná délka žlabu | 12,0 m |
| Účinná šířka žlabu | 0,409 m |
| Účinná výška stěn žlabu | 0,49 m |
| Minimální průtok | 0,2 l/s |
| Maximální průtok | 60 l/s |
Hydraulický okruh s měrným žlabem je umístěn v prvním podzemním podlaží budovy Q Agronomické fakulty. Z technického a provozního hlediska se jedná o recirkulační hydraulický okruh s nadzemními akumulačními nádržemi, z nichž se voda za pomoci čerpadla výtlačným potrubím dostává do prostoru měrného žlabu. Lze taktéž před nátokem do měrného žlabu využít tzv. rezervu, která umožňuje napájení libovolných modelů v místnosti vodou. Ovládání směru průtoku vody v hydraulickém okruhu je zabezpečeno příslušnými ručně ovládanými uzavíracími armaturami. Čtyři vzájemně propojené akumulační nádrže z polypropylénu mají celkový objem 3,9 m3. Na jednu z akumulačních nádrží je připojena sací větev odstředivého čerpadla o příkonu 2,4 kW. Čerpadlo je dimenzováno tak, že je schopné skrz nerezové potrubí dimenze DN 100 v měrném žlabu zajistit průtok vody až do výše 40 l/s. Pro měření průtoku je využit megneticko-indukční průtokoměr DN 100, který zajišťuje minimální měřitelné průtoky od 1,6 l/s. Hlavní měrnou trať hydraulického okruhu tvoří měrný žlab o celkové délce 6,50 m. Ten je navržen jako pevný, nesklopný s prosklenými bočními stěnami, nerezovým dnem a s účinnou šířkou 0,370 m. Do horní části nosné konstrukce žlabu jsou speciálním tmelem vlepena jednotlivá skla tloušťky 10 mm. Elektro-technologickou část laboratoře tvoří rozváděč s jednoduchým ovládáním otáček čerpadla za pomocí potenciometrem řízeného měniče frekvence. V budoucnu se očekává rozšíření hydraulického okruhu o měření řady neelektrických veličin včetně jejich vizualizace na dotykovém displeji.
| Celková délka žlabu | 6,5 m |
| Účinná délka žlabu | 5,0 m |
| Účinná šířka žlabu | 0,37 m |
| Účinná výška žlabu | 0,39 m |
| Minimální průtok | 1,6 l/s |
| Maximální průtok | 40 l/s |
| Objem akumulačních nádrží | 3,9 m3 |
Výroba speciálního měrného žlabu pro potřeby měření firmy NIVUS GmbH v prostorách VUT v Brně, FAST. Měrný žlab zhotovený z ocelové pozinkované konstrukce má následující parametry. Stěny měrného žlabu a jeho dno jsou zhotoveny z hladké voděvzdorné překližky.
| Celková délka žlabu | 6,3 m |
| Účinná délka žlabu | 5,0 m |
| Účinná šířka žlabu | 0,5 m |
| Účinná výška stěn žlabu | 2,2 m (rezerva – 0,05 m) |
| Celková výška žlabu | 2,6 m |
Hydraulický okruh laboratoře je tvořen třemi základními prvky – zásobní jímkou, rozvodnými potrubími a na ně navazujícími měrnými tratěmi. Zásobní podzemní jímka, jež tvoří současně jímku čerpací a akumulační, je obdélníkového půdorysu s celkovým objemem 6,5 m3. V jímce jsou instalována dvě ponorná odstředivá čerpadla o celkovém příkonu 4 kW a maximální kapacitě 36 l/s. Voda od čerpadel je dopravována nerezovým potrubím do dvou tlakové větví hydraulického okruhu v dimenzích DN 100 a DN 50. V rámci hydraulického okruhu byly navrženy celkem tři měrné tratě, z nichž nejdůležitější je hydraulický měrný žlab o celkové délce 6,50 m. Ten je navržen jako pevný, nesklopný s prosklenými bočními stěnami, nerezovým dnem a šířkou 0,36 m. Celá konstrukce měrného žlabu je žárově zinkovaná. Druhou ze tří tratí je tlakově provozovaná měrná trať, která slouží pro simulaci mechanických ztrát energie třením po délce potrubí a ztrát místních. Poslední ze tří tratí je trať rezervní, jež bude v budoucnu využita pro napájení volně stojících modelů. Součástí dodávky hydraulického okruhu byly i hydrotechnické modely staveb. Pro prezentaci proudění v hydraulickém měrném žlabu je mimo jiné navrženo 5 ostrohranných přelivů, přeliv s proudnicovou přelivnou plochou nebo demontovatelný propustek. Elektrotechnologickou část laboratoře tvoří systém kabelových tras, kabelů pro měření a regulaci, řídicí a vizualizační systém. Ovládání hydraulického okruhu je zajištěno dotykovým 10” displejem, jenž je součástí elektrického rozváděče.
Pro měření malých průtoků v rozsahu od 0,3 l/s do 7 l/s byly dvě ze stávajících měrných tratí hydraulického okruhu vybaveny plně vystrojenými obtokovými potrubími s magneticko-indukčními průtokoměry DN 40. Součástí dodávky byla změna SW řídicího systému hydraulického okruhu a dodávka velkých LED zobrazovacích panelů okamžitých průtoků měrnými tratěmi.
Stávající hydraulický okruh využívá podzemní akumulační nádrž objemu 30 m3, z níž je voda dopravována ocelolitinovým potrubím do celkem čtyř měrných tratí. Čerpací stanice je vybavena celkem čtyřmi čerpadly značky Zenit odstředivého typu, z nichž jsou dvě „malá“ o kapacitě 2 x 12 l/s a dvě „velká“ s kapacitou 2 x 95 l/s. V rámci modernizace řízení tohoto hydraulického okruhu byla inovována elektro-technologická část. Veškeré elektro prvky jsou instalovány ve skříňovém rozvaděči, kde jsou umístěny i dva měniče frekvence a vlastní řídicí systém, který je v tomto případě integrován do 6” vizualizačního dotykového panelu firmy B&R, jehož plocha je zobrazitelná i na vzdáleném počítači.
V rámci rekonstrukce čerpací stanice hydraulického okruhu byla inovována strojně-technologická a elektro-technologická část. Strojně-technologická část čerpací stanice tvoří dvě ponorná odstředivá čerpadla značky Flygt (instalovaná do původní čerpací jímky), nerezová potrubí v průměrech od DN 150 do DN 300 s šesti klapkovými uzávěry a indukčním průtokoměrem. Vedení rozvodných potrubí spolu s polohou uzavíracích klapek je řešeno s ohledem na možnost současného nezávislého provozu více měrných tratí. Elektro-technologickou část inovované čerpací stanice je z technického hlediska možné rozdělit na systém kabelových tras elektrické energie, kabelů MaR a na vlastní řídicí a vizualizační systém. Ten je instalován ve dvou polích skříňového rozvaděče, ve kterém jsou umístěny i měniče frekvence ponorných čerpadel s příslušenstvím. Řídicí systém od firmy B&R, který je součástí vizualizačního dotykového 10” panelu, slouží ke kompletnímu řízení, monitoringu i archivaci všech neelektrických provozních veličin. Díky PID regulaci průtoku je možné v hydraulickém okruhu simulovat pozvolně se měnící průtok.
Pro měření malých průtoků v rozsahu od 0,1 l/s do 3 l/s byla vybavena rezervní měrná trať čerpací stanice plně vystrojeným obtokovým potrubím s magneticko-indukčním průtokoměrem DN 32. Součástí dodávky byla i změna SW řídicího systému hydraulického okruhu.
V roce 2003 byla budována nová laboratoř Ústavu vodních staveb, která je stejně jako jiné hydraulické okruhy založena na existenci podzemní zásobní nádrže o objemu až 60 m3 vody. Laboratoř je vybavena čtyřmi ponornými odstředivými čerpadly značky Flygt. Dvě malá o kapacitě 2 x 15 l/s a dvě velká 2 x 100 l/s. Koncepčně je možné hydraulický okruh provozovat dvěma způsoby – v gravitačním nebo tlakovém provozu. Celková průtočná kapacita okruhu je 230 l/s. Hlavní rozvody vody jsou realizovány v nerezovém provedení v průměrech DN 200 až DN 350. Potrubí je vystrojeno celkem 12 uzavíracími klapkami a 5 regulovatelnými šoupaty. K měření průtoku jsou užívány indukční průtokoměry, v gravitačním režimu je průtok stanoven měrným Thomsonovým přelivem. V rámci akce bylo dodáno kompletní elektro-technologické vybavení sestávající z kabelových rozvodů elektrické energie, kabelů MaR a ze skříňového rozvaděče o celkem čtyřech polích. V rozvaděči je vedle měničů frekvence umístěn i vlastní řídicí systém firmy SIEMENS Simatik S7 – 300, který je propojen s ovládacím a vizualizačním PC, jehož plochu lze zobrazit i na vzdáleném počítači. Ovládání laboratoře je možné realizovat i ze dvou parametrizačních panelů. Systém registruje celkem asi 70 údajů elektro-technologických veličin. Regulace průtoku do jednotlivých měrných tratí je v automatickém režimu řízena PID regulátorem. Díky PID regulaci je možné v hydraulickém okruhu simulovat pozvolně se měnící průtok. Systém umožňuje v tlakovém režimu napájení současně až tří měrných tratí.
