Abschätzung des Skalierungsfaktors k

Image 4.4.1.5.1.3.1-1:

Geschwindigkeitsverteilung im teilgefüllten Kreisrohr [Valen94]

Für ein bis zwei Drittel gefüllte Kreisrohre ist bekannt, daß die für die Berechnung des Volumenstroms gesuchte mittlere Fließgeschwindigkeit v_m in einem konstanten Verhältnis zu der meßbaren maximalen Geschwindigkeit v_max steht. Dieser Faktor k beträgt unter idealen Bedingungen 0,82 [Valen89] , unter Realbedingungen, die durch die eingesetzten, im Praxisbereich relativ großen Geschwindigkeitssensoren bestimmt werden, erreicht der Skalierungsfaktor den Wert 0,86 [Hassi94] . Unter den eingangs angeführten Bedingungen ist es also möglich, den Volumenstrom überschlägig mit Hilfe einer punktuellen Geschwindigkeitsmessung im Maximum des Strömungsprofils abzuschätzen.

Bei Abflüssen in offenen Gerinnen stellt sich das Geschwindigkeitsmaximum aufgrund von turbulenzgetriebenen Sekundärströmungen nicht an der Oberfläche, sondern abhängig von der Gerinneform (Rechteck- oder Kreisquerschnitt) und dem Füllstand in einer bestimmten Tiefe unter der freien Wasseroberfläche ein (Image 4.4.1.5.1.3.1-1) .

Der Geschwindigkeitssensor muß mit einer kontinuierlichen analogen Meßwertausgabe ausgerüstet sein, damit das Geschwindigkeitsmaximum im Profil sicher bestimmt werden kann. Der Abfluß errechnet sich dann in Kombination mit einer Fließtiefenmessung zur Bestimmung des durchflossenen Querschnitts nach der bekannten Grundgleichung aus Q=k*v_max*A

Um zu einigermaßen zuverlässigen Abflußdaten zu gelangen, muß die Einlaufstrecke bis zu der Meßstelle allerdings bis zu dem Hundertfachen des Rohrdurchmessers lang und absolut frei von jeglichen Störungen sein. In der Kanalisation wird es häufig sehr schwer sein, beispielsweise bei der gängigen Rohrnennweite von DN 300 eine 30 m lange Strecke zu finden, die absolut gerade ist und keine seitlichen Zuflüsse hat.