Titel: | Ueber Wassermessung in Stromläufen. |
Fundstelle: | Band 248, Jahrgang 1883, S. 312 |
Download: | XML |
Ueber Wassermessung in Stromläufen.
Mit Abbildungen.
Teichmann's Wassermessung in Stromläufen.
Bei Wassermessungen in Stromläufen und in den Betriebskanälen hydraulischer Motoren
mittels des Woltmann'schen Flügels (vgl. 1869 193 * 345. 1870 196 * 97. 368.
1882 243 * 311) ist es von Wichtigkeit, für die mittlere
Wassergeschwindigkeit einen hinreichend genauen Werth durch eine möglichst kleine
Anzahl von Messungen zu erhalten, weil mit der Verringerung der hierzu aufgewendeten
Zeit die Wahrscheinlichkeit zunimmt, daſs alle einzelnen Beobachtungen unter
gleichen Umständen erfolgten. Es ist deshalb ein neues Verfahren bezüglich der
passenden Wahl der Beobachtungspunkte in einem Stromprofile von Interesse, welches
von Prof. K. Teichmann in Stuttgart in einer
Versammlung des Württembergischen Bezirksvereins deutscher Ingenieure (Wochenschrift des Württembergischen Bezirksvereins deutscher Ingenieure, 1883 S. 5) bekannt gegeben wurde.
Fig. 1., Bd. 248, S. 127
Teichmann's Verfahren stützt sich auf folgende
Betrachtung: Trägt man die Wassergeschwindigkeiten, welche den verschiedenen Punkten
einer Lothrechten im Profil entsprechen, senkrecht zu dieser als Ordinaten auf, so
ist die die letzteren begrenzende Geschwindigkeitscurve ABC (vgl. Fig. 1)
nach Humphrey und Abbot
eine Parabel mit horizontaler Achse. Es ist somit die Segmentfläche ABC gleich dem Parallelogramme AJKC, in welchem AJ = EF = ⅔ EB gemacht wurde. Die Parallele JK schneidet die Parabel in den Punkten GH, deren normaler Abstand von der mittleren
Ordinate BD gleich 0,5 h√⅓ = 0,289 h ist. Das arithmetische Mittel
der in den Punkten L und M
gemessenen Geschwindigkeiten ist somit die mittlere Geschwindigkeit in der
Lothrechten OU.
Ist die Geschwindigkeitscurve keine Parabel, so wird doch von den unendlich vielen
Parabeln, die sich durch die Punkte G und H legen lassen, eine mit hinreichender Genauigkeit für
die wirkliche Geschwindigkeitscurve gesetzt werden dürfen. Es kann demnach die
vorstehende Betrachtung auch auf die Geschwindigkeitsänderungen in den Horizontalen
des Profils angewendet werden, obgleich die horizontalen Geschwindigkeitscurven
gewöhnlich keine Parabeln sind. Wählt man mit Rücksicht hierauf in jedem der Felder,
in welche das ganze Querprofil zerlegt wurde, zwei Lothrechte, welche von der
Feldmitte um je 0,5 b√⅓ (vgl. Fig. 2) entfernt sind – unter b die Breite
eines Feldes verstanden –, und bestimmt die mittleren Geschwindigkeiten v1 und v2 in denselben durch
je zwei Messungen nach der früher gegebenen Anleitung, so ist die durch das Feld
flieſsende Wassermenge annähernd: Q = ½ (v1 h1 + v2 h2) b.
Fig. 2., Bd. 248, S. 313
Bei Kanälen mit senkrechten Seitenwänden läſst sich das ganze Profil in dieser Weise
behandeln. Werden jedoch die äuſsersten Felder eines Profils durch Dreiecke
gebildet, so muſs man sich mit der Ermittelung der Geschwindigkeit im Schwerpunkte
der letzteren begnügen. Diese ist etwas zu groſs; doch ist der Fehler unerheblich,
da durch diese Dreiecke überhaupt verhältniſsmäſsig wenig Wasser flieſst.
Zum Vergleiche der vorliegenden Methode mit der älteren, nach welcher das Profil in
eine gröſsere Anzahl von Felder getheilt wird, in deren Mittelordinate man die
Geschwindigkeitsmessungen ausführt, hat Teichmann je
einen Halbkreis und eine durch einen Kreisbogen von 106° einerseits und 3 Gerade
andererseits begrenzte Fläche nach beiden Methoden und mit verschiedener
Ordinatenzahl berechnet. Es ergab sich hierbei, daſs die neue Methode mit n Ordinaten ein genaueres
Resultat liefert als die alte Methode mit 2n Ordinaten.
Bei Wassermessungen kann demnach mit der neuen Methode ohne Beeinträchtigung der
Genauigkeit die Zahl der Messungen gegen früher auf die Hälfte vermindert
werden.