Page 111 - Jubibroschuere_2019

Umwelt & Ressourcen

Zusammenfassung und Ausblick

Der Einsatz von Messwehren an Regenentlas-
tungsbauwerken erfordert die Kenntnis über den
Zusammenhang von Überfallhöhe und Abfluss-
rate, um mit Hilfe der zu messenden Höhe den
Abfluss eindeutig bestimmen zu können. Die
Kurven, die beim Auftragen von Abflussraten
und zugehörigen Überfallhöhen markiert werden,
sind Kalibrierungskennlinien, die üblicherweise im
Rahmen von Laborversuchen ermittelt werden.
Eine alternative Methode besteht in der Anwen-
dung der numerischen Strömungsmodellierung.
Die Kalibrierungskennlinie ist beispielhaft für ein
Tragflügelmesswehr der UFT GmbH mit Hilfe
Abb. 6: Vergleich skalierter Messwerte der Universität Stuttgart [6], Angaben der UFT GmbH numerischer Strömungssimulationen erstellt
[8] und Simulationsergebnisse für die spezifischen Volumenströme von 1 bis 30 (l/s·m) worden. Zur Validierung der erzielten Resultate
werden die an einem Laborprüfstand erzielten
Messergebnisse und die Produktangaben der
UFT GmbH den erzielten Simulationsergebnissen
gegenübergestellt.

Die Simulationsergebnisse zeigen einen eindeu-
tigen Zusammenhang von Abfluss und Überfall-
höhe sowie nur geringe und erklärbare Differenzen
zu den Messdaten. Zudem lassen sie den Schluss
zu, dass mit Hilfe von Strömungsberechnungen
auch für großtechnische Entlastungsmesswehre
und unter Berücksichtigung bauwerksspezifischer
geometrischer Gegebenheiten zuverlässige
Kalibrierungskennlinien erstellt werden können.

Abb. 7: Vergleich der Simulationsergebnisse und der ermittelten Kalibrierungskennlinie
(Quelle: eigene Darstellung)
beträgt die maximale Höhendifferenz 5,2 %. Literatur
Die Ursachen liegen vermutlich in der kürzeren – [1] WRRL: Richtlinie 2000/60/EG des Europäischen Parlaments und
Zulaufstrecke, dem gewählten Zulaufquerschnitt des Rates vom 23. Oktober 2000 zur Schaffung eines Ordnungsrah-
und der Netzauflösung des Strömungsmodells. mens für Maßnahmen der Gemeinschaft im Bereich der Wasserpolitik
Zudem führt die Anwendung des VOF-Modells – [2] Brombach, H.: Messwehr zur Ermittlung einer Abflussmenge an
zu einer vereinfachten Abbildung der freien Ober- Regenentlastungen, Patentschrift DE10221319, Patenterteilung am
fläche. 07.08.2008
– [3] Weiß, G. und Steinriede, H.: Produkt-Information Tragflügel-Mess-
Auf Grundlage der Simulationsergebnisse wird wehr UFT-FluidWing. Umwelt- und Fluid-Technik Dr. H. Brombach
mit Hilfe der Methode der kleinsten Quadrate GmbH, Bad Mergentheim, Mai 2016
eine Kalibrierungskennlinie für das Tragflügel- – [4] Hirt, C.W. and Nichols, B.D.: Volume-of-Fluid-Method (VOF-Method)
messwehr TFM 300 erstellt, die in Abbildung for the dynamics of free boundaries. J. comp. phys., vol. 1, 39,
7 dargestellt ist. Die Kennlinie beschreibt den 201-225 (1981)
funktionalen Zusammenhang der Überfallhöhe – [5] Menter, F.R.: Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for
h und der zugehörigen spezifischen Abflüsse q Engineering Applications. AIAA Journal 32(8): 1598-1605, August 1994
und lässt sich mit der Formel – [6] Giesecke, J.; Westrich, B.; Hammer, D.: Kalibrierung eines Mess-
wehres mit Tragflügelprofil und vorgeschalteter Tauchwand. Institut für
h (q) = 0,7486 · q 0,65 Wasserbau der Universität Stuttgart, September 2001 (unveröffentlicht)
– [7] Martin, H. und Pohl, R.: Technische Hydromechanik 4, Hydraulische
ausdrücken. Im Wertebereich von 0 bis 30 l/(s·m) und numerische Modelle. Verlag Bauwesen, Berlin, Juli 2000
zeigt sie eine sehr gute Übereinstimmung mit – [8] UFT: Tragflügelmesswehr UFT-FluidWing, Hydraulische Bemessung
den Modellergebnissen und hat ein Residuum Messwehr Typ 300. Umwelt- und Fluid-Technik Dr. H. Brombach GmbH,
von 3,1·10 . März 2017
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