GUNT-Versuchsrinnen
GUNT-Versuchsrinnen
Gerinneströmung im Labormaßstab
Wasserbau spielt in der Technik eine große Rolle. Wie wird die nötige Flusstiefe für Schiffe erreicht? Wie verändern sich Gerinneströmungen bei Hochwasser?
Um Antworten auf diese Fragen zu verstehen und mögliche Lösungen zu entwickeln, werden in Lehre und Forschung Versuchsrinnen eingesetzt.
Inhalt
- GUNT-Versuchsrinnen im Überblick
- Zubehör für GUNT-Versuchsrinnen
- Automatisierte Bedienung und Datenerfassung
- Download
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Zu den Grundlagen der Gerinneströmung stellt GUNT umfangreiches Multimedia-Lehrmaterial als » E‑Learning Kurs zur Verfügung. |
GUNT-Versuchsrinnen im Überblick
GUNT-Versuchsrinnen eröffnen mit ihrem umfangreichen Zubehör ein breites Spektrum an Versuchen und Demonstrationen zu den Themen offene Gerinne, Fließgewässer, Wasserbau und Küstenschutz. Sie bilden die ausbaufähige Basis für kundenspezifische Untersuchungen und Forschungsarbeiten.
Gestaltungsmerkmale
- Steifigkeit gegen Verformungen
- Seitenwände aus gehärtetem Glas
- alle Kontaktflächen zum Wasser aus korrosionsresistenten Werkstoffen
- turbulenzarme Strömung am Eintritt in die Versuchsstrecke
Für den Einstieg in das Thema „Strömung in offenen Gerinnen“ mit der Demonstration vieler Grundlagen ist HM 160 hervorragend geeignet. Diese Versuchsrinne ist kompakt und hat einen geringen Platzbedarf.
HM 160
Versuchsrinne 86x300mm
Die Versuchsrinnen HM 162 kann in vier verschiedenen Längen geliefert werden. Die „kurze“ Versuchsrinne mit einer Versuchsstrecke von 5m kann sehr gut auch in kleineren Laborräumen aufgebaut werden. Mit steigender Länge der Versuchsstrecke nimmt die Beobachtungsstrecke vor und hinter den Einbauten zu.
HM 162
Versuchsrinne 309x450mm
Die Versuchsrinnen HM 163 kann in vier verschiedenen Längen geliefert werden. Die „kurze“ Versuchsrinne mit einer Versuchsstrecke von 5m kann sehr gut auch in kleineren Laborräumen aufgebaut werden. Mit steigender Länge der Versuchsstrecke nimmt die Beobachtungsstrecke vor und hinter den Einbauten zu.
HM 163
Versuchsrinne 409x500mm
Die Versuchsrinne HM 161 ist die größte innerhalb des GUNT-Produktbereichs. Die Strömungsgeschwindigkeiten, die in der Versuchsrinne erreicht werden können, und die große Länge der Versuchsstrecke sind optimale Voraussetzungen, um eigene Projekte zu gestalten. Diese Projekte können eine hohe Nähe zur Realität aufweisen.
HM 161
Versuchsrinne 600x800mm
Neben unseren Standardvarianten bieten wir bei GUNT innovative, auf Kundebedürfnisse abgestimmte und den Räumlichkeiten angepasste Versuchsrinnen an.
Kundenspezifische Lösungen
Dieses Video zeigt eine von GUNT maßgeschneiderte Versuchsrinne. Die Versuchsstrecke hat eine Länge von 16m und einen Strömungsquerschnitt von 600x1200mm. Sie ist mit einem Wellengenerator und einer Inline-Pumpe mit umkehrbarer Strömungsrichtung ausgestattet.
Zubehör für GUNT-Versuchsrinnen
Für jede der Versuchsrinnen gibt es eine Vielzahl an Modellen zur Abflusskontrolle wie Wehre, Schwellen, Tosbecken, aber auch Wellenerzeuger, Strandelemente oder Brückenpfeiler. Technische Lösungen für Sedimentzu- und -abfuhr werden ebenfalls angeboten. Daneben sind speziell angepasste Messgeräte wie Wasserstandstaster, Prandtlrohr, Rohrmanometer und Geschwindigkeitsmesser erhältlich.
Ein Planschütz ist eine senkrechte Wand, die im strömenden Gerinne einen Aufstau verursacht. Das Kernelement des Segmentschützes ist eine Wand, die die Form eines Kreissegments hat und die im strömenden Gerinne einen Aufstau verursacht. HM 16x.30 enthält vier verschiedene Plattenwehre als scharfkantige Wehre: typische Messwehre mit definierten Wehröffnungen nach Rehbock, Cipoletti, Thomson und ein Rechteckwehr mit optionaler Belüftung. » HM 160.30 Satz Plattenwehre, vier Typen » HM 161.30 Satz Plattenwehre, vier Typen Enthalten ist ein quaderförmiger Wehrkörper mit scharfen Kanten. Zwei zusätzliche Elemente können am Wehrkörper befestigt werden, um abgerundete Kanten zu erzeugen. Vollkommener und unvollkommener Überfall können gut demonstriert werden. » HM 160.31 Breitkroniges Wehr » HM 161.31 Breitkroniges Wehr Sohlschwellen dienen dazu, das Gefälle eines Gerinnes abzuflachen und so Erosionsvorgänge an der Gerinnesohle zu verringern. Das keilförmige Wehr nach E. S. Crump hat definierte Neigungen auf der An- und Abströmseite. Das sogenannte Crump-Wehr wird bevorzugt wie eine Sohlschwelle eingesetzt. Beim Überströmen des Wehrkörpers findet ein Fließwechsel zu überkritischem Abfluss statt. Der überkritische Abfluss hat am Ende des Wehrrückens eine hohe Strömungsenergie. Der überschüssige Anteil dieser Energie kann Schäden verursachen. Deshalb sollte Energie dissipiert werden. Die Elemente zur Energiedissipation werden zusammen mit dem rundkronigen Wehr HM 16x.32 verwendet. Mit Hilfe von Tosbecken und Elementen wie Strahlteilern, Zahnschwellen oder Endschwellen wird Strömungsenergie dissipiert. » HM 160.35 Elemente zur Energiedissipation » HM 161.35 Elemente zur Energiedissipation Das Wehr selbst besteht aus einem massiven Staukörper. Die Druckmessung erfolgt über Bohrungen, die senkrecht zur Oberfläche des Wehrrückens stehen. » HM 160.34 Rundkroniges Wehr mit Druckmessung » HM 161.34 Rundkroniges Wehr mit Druckmessung Heberwehre werden als Hochwasserentlastung bei Talsperren eingebaut und haben eine hohe spezifische Abflussleistung. Beim Rechen ist es möglich, den Strömungswiderstand des Rechens durch unterschiedliche Stabprofile bzw. verschiedene Neigungswinkel zu verändern. Drei Sätze Stäbe mit unterschiedlichem Profil stehen zur Verfügung. Enthalten sind vier verschiedene Plattenwehre als scharfkantige Wehre: typische Messwehre mit definierten Wehröffnungen nach Rehbock, Cipoletti, Thomson und ein Rechteckwehr mit optionaler Belüftung. » HM 160.30 Satz Plattenwehre, vier Typen » HM 161.30 Satz Plattenwehre, vier Typen Venturikanäle als Messgerinne sind speziell geformte Kanäle mit definierter seitlicher Verengung. Parshallkanäle sind Venturikanäle mit einem profilierten Boden. Die Verhältnisse von Verengung und Erweiterung sind definiert. Der trapezoide Kanal HM 16x.63 hat einen trapezförmigen Fließquerschnitt. Im Vergleich zu Parschallkanälen haben sie oft einen kleineren Druckhöhenverlust bei gleichem Abfluss und sind besser geeignet für kleine Abflüsse. Sohlschwellen dienen dazu, das Gefälle eines Gerinnes abzuflachen und so Erosionsvorgänge an der Gerinnesohle zu verringern. Das Fließverhalten eines Flusses hängt bei gleichem Abfluss vor allem vom Gefälle und von der Rauigkeit der Gerinnesohle ab. Mit der Gerinnesohle Kies wird die Rauigkeit der Gerinnesohle verändert. Das keilförmige Wehr nach E. S. Crump hat definierte Neigungen auf der An- und Abströmseite. Das sogenannte Crump-Wehr wird bevorzugt wie eine Sohlschwelle eingesetzt. Enthalten sind mehrere Pfeiler mit unterschiedlichen Profilen, die für Brückenpfeiler typisch sind. Eine Klemmvorrichtung fixiert den Pfeiler in der Versuchsrinne. » HM 160.46 Satz Pfeiler, sieben Profile » HM 161.46 Satz Pfeiler, sieben Profile Durchlässe gehören zu den Kreuzungsbauwerken in Fließgewässern und ermöglichen den Durchtritt von Wasser. Dabei kann es sich um ein Rohr handeln, das unter einer Straße durchführt und so dem Gerinne die Querung ermöglicht. Der Wellenerzeuger HM 16x.41, der als Zubehör zu allen Versuchsrinnen erhältlich ist, erzeugt periodische, harmonische Wellen mit unterschiedlichen Wellenlängen bzw. Wellenhöhen. Ein elektrischer Motor treibt eine Kurbelscheibe an, die über eine Schubstange mit einer Platte verbunden ist. Die Platte führt eine harmonische Hubbewegung aus. Die Drehzahl der Kurbelscheibe, also die Frequenz, mit der die Platte hin- und herbewegt wird, ist einstellbar. Damit wird die Wellenlänge der erzeugten Wellen beeinflusst. Außerdem ist der Hub stufenlos einstellbar, so dass die Wellenhöhe (Amplitude) verändert werden kann. Der Strand wird in Kombination mit dem Wellenerzeuger HM 16x.41 verwendet, um den Wellenauflauf am Strand zu untersuchen. Die Neigung des Strandes kann in 5%-Schritten verändert werden, um den Wellenauflauf bei unterschiedlichen Bedingungen zu beobachten. » HM 160.80 Satz Strände: glatt, rau, durchlässig » HM 161.80 Satz Strände: glatt, rau, durchlässig HM 16x.72 ermöglicht Versuche zum Geschiebetransport und besteht aus einer Sedimentfalle und einem Eimer zur Sedimentzufuhr. Die Sedimentfalle verhindert, dass Sediment in die Pumpe oder in den Durchflussmesser der Versuchsrinne gelangt. Der Sedimentfeeder besteht im Wesentlichen aus einer Schwingförderrinne, über die Sediment in die Versuchsstrecke der Versuchsrinne eingebracht wird. Der Feeder wird üblicherweise über den Eintritt der Versuchsstrecke montiert. HM 16x.71 behandelt den Geschiebetransport und besteht aus einer Sedimentfalle, einer Sedimentzufuhr und einem Leitungssystem mit Pumpe, um das Gemisch aus Wasser und Sediment aus der Falle zurück zur Sedimentzufuhr zu fördern. » HM 161.71 Geschlossener Sedimentkreislauf Mit Hilfe eines Wasserstandstasters kann die Abflusstiefe gemessen werden. Es sind zwei Varianten verfügbar: analog oder mit Digitalanzeige. Für die größeren Versuchsrinnen HM 162, HM 163 und HM 161 wird der Wasserstandstaster auf dem fahrbaren Instrumententräger HM 16x.59 montiert. Zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit in der Versuchsrinne dient ein Prandtlrohr. Für die größeren Versuchsrinnen HM 162, HM 163 und HM 161 wird das Prandtlrohr auf dem fahrbaren Instrumententräger HM 16x.59 montiert. Das Kernelement des Geschwindigkeitsmessers ist ein Flügelrad, das sich durch die Strömung dreht. Die Drehzahl des Flügelrads ist proportional zur Strömungsgeschwindigkeit. Für die größeren Versuchsrinnen HM 162, HM 163 und HM 161 wird der Geschwindigkeitsmesser auf dem fahrbaren Instrumententräger HM 16x.59 montiert. » HM 160.64 Geschwindigkeitsmesser » HM 161.64 Geschwindigkeitsmesser Mit einem PIV-System (Particle Image Velocimetry) werden Geschwindigkeitsfelder in der Versuchsstrecke erfasst. Je nach Positionierung der Lichtquelle ist der Instrumententräger HM 16x.82 oder ein Glasausschnitt HM 16x.83 für den Boden der Versuchsrinne erforderlich. Ein nachträglicher Einbau des Glasausschnittes ist nicht möglich. Das Zubehör HM 16x.59 ist als Träger für Instrumente, z.B. das Prandtlrohr HM 16x.50 oder den Wasserstandstaster HM 16x.52, vorgesehen. Mit Hilfe des Trägers kann das eingesetzte Instrument an nahezu jeden Punkt der Strömung gebracht werden. » HM 161.59 Instrumententräger Bis zu 10 bzw. 20 Messstellen entlang der Versuchsstrecke werden über Schläuche mit den Rohrmanometern verbunden. An den Manometern sind Skalen, die direkt die Abflusstiefe der jeweiligen Messstelle anzeigen. » HM 160.53 Zehn-Rohrmanometer Mit Hilfe von HM 16x.13 kann die Abflusstiefe in Form der Druckhöhe erfasst werden. Dazu wird der Messverstärker am Schaltkasten der Versuchsrinne angeschlossen und automatisch von der SPS erkannt. » HM 161.13 Elektronische Druckmessung, 10x 0...100mbar » HM 162.13 Elektronische Druckmessung, 10x 0...50mbar (auch für HM 163 geeignet) Schwingungen entstehen durch die Interaktion zwischen Wasser und Pfahl. Beispielsweise kann sich bei der Umströmung des Pfahls die Karman’sche Wirbelstraße bilden. » HM 160.61 Schwingende Pfähle » HM 161.61 Schwingende Pfähle Die Versuchsstrecke der Versuchsrinnen ist neigbar. Die Verstellung der Neigung kann für HM 162 und HM 163 auf ein Spindelhubgetriebe mit elektrischen Antriebsmotor umgerüstet werden. HM 161 enthält standardmäßig eine motorisierte Neigungsverstellung. » HM 162.57 Elektrische Neigungsverstellung (auch für HM 163 geeignet) Die Galerie HM 16x.14 ist auf die Versuchsrinne mit einer Versuchsstrecke von 5m Länge ausgelegt. Die Galerie kann mit Verlängerungselementen HM 16x.15 stufenweise um 2,5m erweitert werden. Die Galerie für die Versuchsrinne erleichtert den Ein- und Ausbau von Zubehör in der Versuchsstrecke. Zur Erweiterung der Versuchsstrecke ist ein zusätzliches Element verfügbar. Die Verlängerungselemente werden direkt beim Aufbau der Versuchsrinne montiert. Ein späterer Einbau ist nicht möglich. » HM 160.10 Verlängerungselement der Versuchsrinne Der Wasserbehälter wird bei Erweiterung der Versuchsrinne auf eine größere Versuchsstrecke notwendig, damit immer eine ausreichende Wassermenge zur Verfügung steht.
Kontrollbauwerke
Planschütz
Segmentschütz
Scharfkantige Wehre/ Plattenwehre
Breitkroniges Wehr
Sohlschwelle
Keilförmiges Wehr
Rundkroniges Wehr
Elemente zur Energiedissipation
Rundkroniges Wehr mit Druckmesspunkten entlang des Wehrrückens
Heberwehr
Rechen
Abflussmessung
Scharfkantige Wehre/ Plattenwehre
Venturikanal
Parshallkanal
Trapezoider Kanal
Querschnittsänderung
Sohlschwelle
Gerinnesohle Kies
Keilförmiges Wehr
Pfeiler
Durchlass
Wellenerzeuger und Strände
Wellenerzeuger
Strand
Sedimenttransport/ Sedimentzufuhr /Sedimentfalle
Sedimentfalle
Sedimentfeeder
Geschlossener Sedimentkreislauf
Messinstrumente
Wasserstandstaster
Geschwindigkeitsbestimmung über Prandtlrohr
Geschwindigkeitsbestimmung über Geschwindigkeitsmesser
PIV-System
Instrumententräger
Druckmessung
Elektronische Druckmessung
Sonstiges Zubehör
Strömungsinduzierte Schwingungen
Elektrische Neigungsverstellung
Galerie
» HM 162.15 Verlängerungselement der Galerie
» HM 163.14 Galerie
» HM 163.15 Verlängerungselement der Galerie
Verlängerungselement der Versuchsrinne, 2,5m
Wasserbehälter, 1100L
Sonderanfertigung: Active Grid
Als kundenspezifische Sonderanfertigung hat GUNT einen kombinierten Wind/Wasser-Kanal konstruiert. Im wasserdurchströmten Querschnitt ist ein Active Grid installiert, das kontrolliert turbulente Strömungsbedingungen ermöglicht. Dazu sind rechteckige Platten auf vertikalen und horizontalen Wellen angebracht. Die Wellen können einzeln über Motoren gedreht werden, sodass begrenzt Querschnittsverengungen auftreten und Turbulenzen erzeugt werden.
Automatisierte Bedienung und Datenerfassung
Die Versuchsrinnen HM 162, HM 163 und HM 161 werden über Touchscreen von einer SPS gesteuert. SPS-gestützte Zubehöre werden automatisch erkannt und dargestellt. Mittels integrierten Routers können die Versuchsrinnen alternativ über ein Endgerät bedient werden. Die Bedienoberfläche kann zusätzlich an weiteren Endgeräten dargestellt werden (Screen-Mirroring). Über die SPS können die Messwerte intern gespeichert werden.
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