Messung des Durchflusses - Hydrometrie: Theorie und Praxis der Durchflussmessung in offenen Gerinnen - page 291

lenten Blasendurchmesser d eq = 4,5 mm verwendet, da bei diesen der Einfluss von
Verunreinigungen im Wasser gering ist (s. Abb. 4.121 ), die Luftblasen während des
Aufstiegs nicht volumenmäßig expandieren und dadurch die Steiggeschwindigkeit
nahezu konstant bleibt.
Für die näherungsweise Berechnung des äquivalenten Blasendurchmessers und
der Steiggeschwindigkeit werden in Clift et al. ( 1978 ) Formeln angegeben.
In der Praxis wird die aktuelle Steiggeschwindigkeit der Luftblasen durch einen
intermittierenden Betrieb der Druckluftversorgung bestimmt. Dadurch kann der
Einfluss von Temperatur, Dichte und Inhaltsstoffen des Messmediums berücksich-
tigt werden. Um dies zu erreichen, wird die Druckluftversorgung mit einer vor-
geschalteten Drossel kurzzeitig unterbrochen, so dass sich augenblicklich keine
neuen Blasen mehr bilden. Aus der Aufstiegshöhe und der Zeitspanne zwischen
der Ablösung der letzten Blase von der Belüftungsbohle vor der Unterbrechung
und dem Erreichen der Wasseroberfläche wird die Blasensteiggeschwindigkeit er-
mittelt. Durch Division der Aufstiegshöhe durch die Aufstiegszeit wird die aktuelle
Blasensteiggeschwindigkeit berechnet.
Die besondere Schwierigkeit der Durchflussmessung mittels Luftblasen liegt in
der Blasenbildung . Die Untersuchungen von Thon ( 1966 ) befassen sich vor allem
mit der experimentellen Lösung dieses Problems. Für eine deutliche Blasenspur an
der Wasseroberfläche müssen einerseits Blasen in genügender Zahl je Zeiteinheit ge-
bildet werden, andererseits dürfen aber nur so wenig Blasen austreten, dass sie sich
im Schwarm nicht gegenseitig beeinflussen und sich damit bezüglich ihrer Steig-
geschwindigkeit wie Einzelblasen verhalten. Bei dem System VISAB (Kap. 5.8)
werden z. B. 4 Blasen pro Sekunde, was einer Frequenz von 4 Hz entspricht, aus-
geperlt. Den gewünschten Blasendurchmesser erzeugen geeignete Düsen, die in ein
Rohr, das nach Möglichkeit so lang wie die Sohlenbreite des Gewässers ist, einge-
setzt werden und ein entsprechender Düsendruck, der durch Reduzierventile exakt
eingestellt werden kann.
Durchführung von Durchflussmessungen: Das so gestaltete Luftblaseneinperl-
system mit 40 bis 50 Düsen pro laufendem Meter wird beim beweglichen Einsatz
mittels Eigengewicht für den Zeitraum der Messung auf der Gewässersohle fixiert
und über einen Schlauch mit Druckluft versorgt (s. Beispiel in Abb. 5.120 ). Herschy
( 2009 ) empfiehlt einen 20 mm-Schlauch von 20 m Länge auf einer Schlauchtrom-
mel und als Auslassöffnung konventionelle Düsen, wie sie bei der Tröpfchenbe-
wässerung eingesetzt werden; die Druckluftversorgung wird mit einem tragbaren
benzingetriebenen Kompressor vor Ort getätigt.
Thon ( 1966 ) empfiehlt, eine Hebebühne zur Beobachtung während der Messung
zu nutzen, da die Blasenspur von einem erhöhten Standort besser zu erkennen sei,
und ein Quadrat bekannter Seitenlänge schwimmend einzusetzen, um einen Län-
genmaßstab für die spätere Entzerrung zu erhalten.
Erste Großversuche haben gezeigt, dass das Hauptproblem bei beweglichem
Einsatz des Luftblasenverfahrens an größeren Gewässern nicht das Einlegen des
Lufteinperlschlauchs ist, sondern die Markierung seiner Lage auf der Gewässer-
sohle. Thon macht hierzu detaillierte Vorschläge.