| dc.description.abstract | Bekkeinntak er mykje brukt i vasskraftsystem i alpint landskap for utnytting av små nedbørsfelt. Overføring av vatn frå mindre bekkar til magasin gjev auka kraftproduksjon, samstundes som at omsyn til økonomi og miljø vert sikra. Ei av utfordringane med bekkeinntak er auka medrivinga av luft til tunnelsystemet, grunna høg vassfart i den bratte sjakta nedstraums inntaket. Luft som hindrast å returnere kontrollert opp sjakta og ut inntaket, kan samlast i tunnelen og føre til kraftige utblåsingar. Utblåsingane har stort skadepotensial som kan føre til unødige kostnadar for kraftselskapa, samt moglege ulemper for ein tredjepart. Bygging av bekkeinntak etter gjeldande anbefalingar for dimensjonering av bekkeinntakssjakter, har vist seg å ikkje vere tilstrekkelege for å hindre skadelege utblåsingar.
Hovudmålet med oppgåva var å studere om andre parameterar enn sjakthelling påverka retur av luft i bratte sjakter. Det vart utført fysiske modellforsøk for å undersøke påverknaden av endra diameter og ruheit i sjakta. Modellen bestod av ei fire meter lang sjakt med helling 45 grader, som enda i ein tre meter lang tunnel med 0.5 graders helling. Ein luftkompressor tilførte luft til tunnelen. To sjaktdimensjonar vart testa; sjaktdiameter D = 210 mm og D = 172 mm. For å simulere auka ruheit, vart det limt inn ringar av plast på innsida av sjaktene.
Det vart gjort målingar av frekvens av returnerte luftbobler frå tunnel til sjakt, samt observasjonar av strøymingsmønster for ulike vassføringar. Det vart ikkje påvist nokon effekt på retur av luft i sjakta grunna endra diameter eller ruheit. Grensa for kontinuerleg retur av luft frå tunnel til sjakt, vart funne ved det dimensjonslause strøymingsforholdet F = 1.0 i sjakta. Resultatet samsvarar med tidlegare utførde modellforsøk.
For strøymingsforhold F = 0.7 vart det observert akkumulering av luft i tunnelen, og strøymingsmønsteret i sjakta utvikla seg til støytvis strøyming. Strøymingsmønsteret førte til ei ustabil strøyming, der strøyminga veksla mellom trykkstrøyming og strøyming med fri vassflate. Vekslinga gav svingingar av trykk i sjakta og tunnelen. Trass kontinuerleg retur av luft opp sjakta, kan akkumulering av luft saman med den ustabile støytvise strøyminga leie til utblåsingar i fullskala bekkeinntak. For å hindre utvikling av ustabil støytvis strøyming i sjakta, vert det difor anbefalt å dimensjonere bekkeinntakssjakter etter strøymingsforhold F < 0.7. | |
