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Warum Modellversuche?

Die gebräuchlichsten Wasser- und Abwasserbauwerke lassen sich heute mit den Gesetzen der Hydromechanik hinreichend bemessen.

Es gibt aber immer wieder Probleme, die eine spezielle Lösung erfordern. Hier stellt sich dann die Frage, ob die hydromechanische Aufgabe vom rechnerischen Aufwand her zu bewältigen ist, z.B. bei Mehr-Phasen-Strömungen von Wasser, Sediment und Schwimmstoff, wie genau und aussagekräftig die Ergebnisse sind, oder ob es nicht kostengünstiger, sicherer, variantenreicher und anschaulicher ist, einen Modellversuch im Labor zu machen.

Am wasserbaulichen Modell lassen sich alle späteren Betriebszustände simulieren. Auch extreme und seltene Abflussverhältnisse, wie z. B. ein Katastrophenhochwasser, sind am Modell leicht zu untersuchen.

Durch Modellversuche können die Entwürfe noch im Planungsstadium anschaulich überprüft und ggf. verbessert werden. Das technische Risiko späterer, teurer Umbaumaßnahmen lässt sich durch Modelluntersuchungen stark vermindern.

Das hydraulische Labor

Unsere Firma betreibt ein eigenes hydraulisches Laboratorium, in dem sich Modell- und Eichversuche durchführen lassen.

Das technisch gut ausgerüstete Labor hat einen eigenen Wasserkreislauf mit einem Tiefbehälter von ca. 12m3 Wasservolumen. Eine Kreiselpumpe entnimmt durch eine Saugleitung, in der sich ein hochpräziser Magnetisch-Induktiver Durchflussmesser (MID) befindet, aus diesem Tiefbehälter das Wasser. Die Pumpe wird mit einem drehzahlgeregelten Motor angetrieben.

Der Frequenzumformer für die Motorsteuerung befindet sich im Steuerschrank. Außerdem befinden sich dort auch die Steuermodule zur Betätigung der Stellantriebe des Verteilsystems, die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) und die Anzeigemodule für den MID. Über das Verteilsystem fließt das Wasser dem Versuchsmodell zu.

Die Messsignale des MID können ausgewertet und die Pumpe über die SPS so gesteuert werden, dass eine Regelung des Durchflusses erfolgt. Damit entfallen die bei älteren Versuchsanstalten üblichen Hochbehälter. Die Pumpe ist zusätzlich auch manuell steuerbar.

Alle Messsignale, wie Abfluss, Druck und Schieberstellung werden in einem Messrechner Typ DasyLab elektronisch erfasst und registriert. Die Galerie wird sowohl zur Dokumentation mit Foto- und Videokameras als auch für Modelle mit großer Höhenentwicklung genutzt. Neben den größeren Modellen werden noch mehrere eigenständige Versuchsmodelle betrieben, die über Wasserwannen mit Tauchpumpen und über eine Batterie von Schwebekörperdurchflussmessern verfügen. Diese „kleinen Wasserkreisläufe“ können für Mehrphasenströmungsversuche auch mit aufgesalztem Wasser betrieben werden.