VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV VODNÍCH STAVEB FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF WATER STRUCTURES KONSTRUKČNÍ NÁVRH VÝUKOVÉHO HYDRAULICKÉHO OKRUHU CONSTRUCTION DESIGN OF INSTRUCTIONAL HYDRAULIC LABORATORY CIRCUIT DIPLOMOVÁ PRÁCE DIPLOMA THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR BC. MICHAL HAVLÁT Ing. MICHAL ŽOUŽELA, Ph.D. BRNO 2015

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ Studijní program Typ studijního programu Studijní obor Pracoviště N3607 Stavební inženýrství Navazující magisterský studijní program s prezenční formou studia 3607T027 Vodní hospodářství a vodní stavby Ústav vodních staveb ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE Diplomant Bc. Michal Havlát Název Vedoucí diplomové práce Datum zadání diplomové práce Datum odevzdání diplomové práce V Brně dne 31. 3. 2014 Konstrukční návrh výukového hydraulického okruhu Ing. Michal Žoužela, Ph.D. 31. 3. 2014 16. 1. 2015...... prof. Ing. Jan Šulc, CSc. Vedoucí ústavu prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA Děkan Fakulty stavební VUT

Podklady a literatura [1]Boor, B.,Kunštátský, J.,Patočka, C. Hydraulika pro vodohospodářské stavby, 1. vydání, SNTL Praha, 1968 [2] Žoužela, M. Výstavba a provoz nové laboratoře Ústavu vodních staveb. Sborník příspěvků ze 3. Vodohospodářské konference 2003, Práce a studie Ústavu vodních staveb FAST VUT v Brně, 2003, str. 341-351, ISBN 80-86433-26-9 [3] Žoužela, M.: Návrh hydraulického okruhu laboratoře VOŠ stavební a SŠ stavební Vysoké Mýto. Výzkumná zpráva, LVV FAST VUT v Brně, 2011 Zásady pro vypracování Při výuce předmětu hydraulika a hydrologie je výhodné, pokud jsou v rámci přednášek studentům přímo prezentovány praktické ukázky hydraulických jevů. Tyto lze realizovat tak, že přímo v posluchárně je instalován mobilní hydraulický okruh, jenž je tvořen dostatečnou zásobou vody, čerpacím agregátem a hydraulickým měrným žlabem. Do něj je následně možné jednoduše, rychle a bezpečně instalovat zmenšené modely hydrotechnických staveb, na kterých posluchači mohou přímo pozorovat hydraulické jevy a případně interaktivně zasahovat do jejich průběhu. V rámci zpracování diplomové práce posluchač provede konstrukční návrh popsaného hydraulického okruhu a modelů. Součástí práce bude projektová dokumentace okruhu, modelů, jejich hydrotechnické výpočty a popis měření a regulace neelektrických veličin. Předepsané přílohy Licenční smlouva o zveřejňování vysokoškolských kvalifikačních prací... Ing. Michal Žoužela, Ph.D. Vedoucí diplomové práce

ABSTRAKT Při výuce předmětu hydraulika a hydrologie je výhodné doplnit přednášky praktickými ukázkami hydraulických jevů, které je možné prezentovat studentům pomocí mobilního hydraulického okruhu umístěného přímo v posluchárně. Takový okruh, jehož projektovým řešením se zabývá předložená diplomová práce, je tvořen dostatečně kapacitní vyrovnávací nádrží, čerpacím agregátem a hydraulickým měrným žlabem. Konstrukce žlabu musí umožnit rychlou, jednoduchou a bezpečnou instalaci zmenšených modelů hydrotechnických staveb. Mezi hlavní požadavky mobilního výukového okruhu patří názornost ukázek hydraulických jevů, kompaktní rozměry, relativně nízká hmotnost, mobilita a jednoduché ovládání a obsluha žlabu. Součástí diplomové práce je také návrh zmenšených modelů hydrotechnických staveb, konkrétně se jedná o sadu ostrohranných přelivů, přeliv s širokou korunou, proudnicový přeliv, propustek, Venturiho žlab, stavidlový a segmentový uzávěr, pilíř a zdrsněné dno. Součástí výkresů hydraulického žlabu je také měřicí vozík s hloubkoměrem. Diplomová práce obsahuje teoretickou textovou část, technickou zprávu navržených objektů, hydrotechnické výpočty a výkresovou dokumentaci. KLÍČOVÁ SLOVA Hydraulický okruh, měrný žlab, čerpadlo, průtokoměr, ostrohranný přeliv, propustek, proudnicová přelivná plocha, přeliv se širokou korunou, Venturiho žlab, pilíř, stavidlový uzávěr, segmentový uzávěr, měřicí vozík ABSTRACT It is suitable to add practical illustrations of hydraulic tasks during teaching hydraulics and hydrology. These practical illustrations can be realized by mobile hydraulic circuit which is situated in the auditorium. This thesis is focused on constructional and project solution of the circuit which consists of a compensatory tank with sufficient capacity, pump aggregate and hydraulic measure flume. The construction of hydraulic flume must enable quick, simple and

safety installation of a scaled down models of a hydro technical structures. The main requirements of a mobile teaching circuit are clearness of practical hydraulic illustrations, compact dimensions, comparatively low weight, mobility and simple control and manipulation. This diploma thesis also includes design of a scaled down models of a hydro technical structures, especially set of plate weirs, bed-crested weir, ogee-crested weir, culvert, Venturi flume, sluice and radial gate, pier and roughened bed. The hydraulic circuit drawing part also includes instrument carrier with level gauge. This diploma thesis includes theoretical text part, technical report of designed objects, hydraulic calculations and drawing part. KEYWORDS Hydraulic circuit, measuring flume, pump, flow rate sensor, plate weir, culvert, ogee-crested weir, broad-crested weir, Venturi flume, pier, sluice gate, radial gate, instrument carrier

BIBLIOGRAFICKÁ CITACE VŠKP HAVLÁT, Michal. Konstrukční návrh výukového hydraulického okruhu. Brno, 2015. 84 s., 109 s. příl. Diplomová práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav vodních staveb. Vedoucí práce Ing. Michal Žoužela, Ph.D.

Prohlášení: Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracoval(a) samostatně a že jsem uvedl(a) všechny použité informační zdroje. V Brně dne 16.1.2015 podpis autora Bc. Michal Havlát

Poděkování Tímto bych chtěl poděkovat především svému vedoucímu diplomové práce, Ing. Michalu Žouželovi, Ph.D. za trpělivost, poskytnutí vhodné literatury, cenné připomínky ze zkušeností s provozováním a výrobou hydraulických okruhů a čas strávený konzultacemi. Dále bych chtěl poděkovat své rodině, kolegům a blízkým za podporu během studia, zvláštní poděkování patří mému bratrovi Pavlovi Havlátovi za jeho připomínky a poznatky z oboru strojírenství.

SEZNAM PŘÍLOH 1. PRŮVODNÍ ZPRÁVA 2. TECHNICKÁ ZPRÁVA NAVRŽENÉHO KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ HYDRAULICKÉHO OKRUHU A MODELŮ 3. HYDRAULIKA NAVRŽENÉHO HYDRAULICKÉHO OKRUHU A MODELŮ 4. HYDROTECHNICKÉ VÝPOČTY 4.1. Určení pracovní oblasti čerpadla 4.2. Výpočet Q/h charakteristiky měrného ostrohranného přelivu 4.2.1. Ostrohranný přeliv s trojúhelníkovým výřezem 53 8 4.2.2. Ostrohranný přeliv s trojúhelníkovým výřezem 28 4 4.2.3. Ostrohranný přeliv s obdélníkovým výřezem 4.2.4. Ostrohranný přeliv s lichoběžníkovým výřezem 4.2.5. Q/h charakteristiky všech navržených ostrohranných přelivů 4.3. Výpočet Q/h charakteristiky Scimemiho přelivné plochy 4.4. Výpočet Q/h charakteristiky přelivu s širokou korunou 4.4.1. Široká koruna s ostrohranným vtokovým prahem 4.4.2. Široká koruna se zaobleným vtokovým prahem 4.5. Výpočet Q/h charakteristiky Venturiho žlabu 4.6. Výpočet proudění propustkem 4.6.1. Proudění s volnou hladinou po celé délce bez ovlivnění dolní vodou 4.6.2. Proudění s volnou hladinou a zahlceným vtokem, bez ovlivnění dolní vodou 4.6.3. Tlakové proudění propustkem 4.7. Výpočet proudění pod stavidlem

4.8. Výpočet proudění pod zdvižným segmentem 5. VÝKRESOVÁ DOKUMENTACE 5.1. Hydraulický okruh 5.1.1. Hydraulický okruh pohled, řez 5.1.2. Hydraulický okruh půdorys, detaily 5.2. Ostrohranné měrné přelivy 5.3. Scimemiho přelivná plocha 5.4. Přeliv se širokou korunou 5.5. Venturiho měrný žlab 5.6. Model propustku 5.7. Stavidlový uzávěr 5.8. Segmentový uzávěr 5.9. Model pilíře 5.10. Zdrsněné dno 5.11. Objekty usměrňující proud 5.12. Měřicí vozík varianta 1 5.13. Měřicí vozík varianta 2 5.14. Měřicí vozík varianta 3 6. SEZNAM POUŽITÉHO MATERIÁLU A PRVKŮ

SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLŮ Symbol Jednotka Význam symbolu BSI SIA BritishStandardsInstitution vzorec pro výpočet průtoku přes měrný ostrohranný přeliv s trojúhelníkovým výřezem 90, 53 8, 28 4 Societésuisse des ingénieurs et architectes vzorec pro výpočet průtoku přes měrný ostrohranný přeliv s obdélníkovým výřezem Ce - součinitel přepadu určený z normy ČSN ISO 1438 h m výška, přepadová výška, hloubka vody t m tloušťka přelivné stěny, výška zatopení otvoru dolní vodou g m/s 2 tíhové zrychlení, v našich podmínkách g = 9,81 m/s 2 b m šířka přelivné hrany B m šířka žlabu m - součinitel přepadu p m převýšení přelivné hrany nad dnem měrného žlabu S m 2 plocha, plocha průřezu C - součinitel přepadu (vzorec SIA) h n m návrhová přepadová výška σ z - součinitel zatopení σ s - součinitel šikmosti b 0 m účinná šířka přelivu h 0 m energetická přepadová výška; převýšení vtoku propustku nad dnem koryta (příloha č. 3, kap. 7) v m/s rychlost

φ - rychlostní součinitel Venturiho žlabu; rychlostní součinitel propustku; rychlostní součinitel přelivu se širokou korunou ε 1, ε 2 - poměrné zúžení přepadového paprsku M - rozšířený součinitel přepadu s m převýšení koruny přelivu nad dnem za přelivem h z m převýšení dolní vody nad korunou přelivu, ztrátová výška h d m hloubka dolní vody (za přelivem) ČOV čistírna odpadních vod R m hydraulický poloměr i 0 - sklon dna i k - kritický sklon h k m kritická hloubka D m průměr potrubí Q l/s; m 3 /s průtok h c m snížená hloubka vody za vtokem do propustku S c m 2 průtočná plocha v profilu se sníženou hloubkou χ - součinitel výškového zúžení - součinitel zatopení vtoku E m energetická výška m tlaková výška na výtoku z propustku; absolutní drsnost µ - součinitel výtoku H m spád hladin µ p - součinitel výtoku pro ponořený výtok

ξ - součinitel místní ztráty λ - součinitel tření (odporový součinitel) Re - Reynoldsovo kritérium υ m 2 /s kinematická viskozita vody h m m místní ztrátová výška δ středový úhel kolen, úhel kónického rozšíření r s m poloměr zakřivení ψ - součinitel pro výpočet místní ztráty kónickým rozšířením PMMA MVŽ DIN polymethylmethakrylát (akrylát) materiál propustku měrný Venturiho žlab Deutsche Industrie Norm německá národní norma PN - tlaková třída potrubí, odpovídá maximálnímu provoznímu tlaku [bar] SDR - standardní rozměrový poměr - označení potrubí S - série označení potrubí PP PVC polypropylen polyvinylchlorid G2 ½ trubkový závit se stálým průměrem 2 ½ EPDM ethylene propylene diene monomer - ethylen-propylenová pryž

SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ [1] BOOR, B., KUNŠTÁTSKÝ, J., PATOČKA, C. Hydraulika pro vodohospodářské stavby. 1. vydání, SNTL Praha, 1968 [2] ŽOUŽELA, M. Výstavba a provoz nové laboratoře Ústavu vodních staveb. Sborník příspěvků z 3. Vodohospodářské konference 2003, Práce a studie Ústavu vodních staveb FAST VUT v Brně, 2003, str. 341-351, ISBN 80-86433-26-9 [3] ČSN ISO 1438. Hydrometrie Měření průtoku vody v otevřených korytech pomocí tenkostěnných přelivů. 2. vyd. Praha: Český normalizační institut 2008 [4] ČSN ISO 9826. Měření průtoku kapalin v otevřených korytech. Parshallovy žlaby a žlaby typu Saniiri. Praha: Český normalizační institut 1994 [5] ŠULC J. Doporučení k realizaci systémů pro stanovení průtoku využívajících vestavbových žlabů typu Venturi (hydraulická část). Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav vodních staveb, Laboratoř vodohospodářského výzkumu. Brno 2. 1. 2000 [6] KUNŠTÁTSKÝ J., PATOČKA C. Základy hydrauliky a hydrologie pro inženýrské konstrukce a dopravní stavby, 2. vydání, SNTL Praha, 1971 [7] JANDORA, Jan; ŠULC Jan. Hydraulika: modul 01. Vyd. 1. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2006, 178 s. ISBN 978-80-7204-512-9 [8] SKALIČKA J., HOŘENÍ P. Ustálené tlakové proudění v potrubí s oblouky. 1. vydání, Výzkumný ústav vodohospodářský, Státní zemědělské nakladatelství, Praha 1985 [9] G.U.N.T.-Equipment for engineering education [online]. 2005 [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.gunt.de/static/s1_1.php [10] Armfield - Engineering Teaching Equipment and Industrial Food and Beverage R&D Equipment [online]. 2015 [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://armfieldonline.com/en [11] EDIBON. technical teaching equipment [online]. 2015 [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.edibon.com/

[12] GUMEX, s.r.o. Distributor hadic a pryží [online]. GUMEX 2013 [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.gumex.cz/ [13] Vestavné sondy. BD SENSORS [online]. 2013 [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.bdsensors.cz/vyska-hladiny/vestavne-sondy/detail/produkt/lmk-351/ [14] Ferona, a.s. Velkoobchod s hutním materiálem [online]. 2015 [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://ferona.cz/cze/index.php [15] Silnice III/4944: Tichov, propustek. Zlínské stavby [online]. 2015 [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.zlinskestavby.cz/silnice-iii/4944:-tichov-propustek/ [16] Úpravy měřících rozsahů měrných žlabů (Venturi, Parshall,..). Monitorování průtoků, kvality a kvantity vod - Aquamonitoring [online]. 2012 [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.aquamonitoring.cz/produkty/products/show/?categoryid=49&itemid=33 [17] Omniplast [online]. 2013 [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.omniplast.cz/ [18] JEZ PRŽNO NA OSTRAVICI. AGPOL [online]. 2013 [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.agpol.cz/agpol/?reference=jez-przno-na-ostravici [19] ZABI CZECH [online]. 2012-2013 [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.zabi.cz/ [20] Ševčík - vodohospodářská zařízení s.r.o. [online]. 2003 2010 [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.sevcik-vz.cz/ [21] Panoramio - Photo of Radial Gate for Itaipu. Panoramio - Photos of the World [online]. 8. 8. 2009 [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.panoramio.com/photo/25401410 [22] KULOVÝ KOHOUT VODA MOTÝL VYPOUŠTĚCÍ DN 20-3/4". TOPENILEVNE.CZ [online]. [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.topenilevne.cz/kulovy-kohout-voda-motyl-vypousteci-dn-20-3-4-p3603/ [23] Lowara FHE4 50-125/03 Centrifugal Pump. Anchor pumps [online]. 2015 [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.anchorpumps.com/lowara-fhe4-50-125-03-centrifugalpump-415v [24] Frekvenční měnič SKB3400037-CC. Pohony - měniče [online]. 2011-2015 [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.pohony-menice.cz/frekvencni-menicskb3400037-cc

[25] ELA - magneticko-indukční průtokoměr MQI 99. ELA [online]. [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.elabrno.cz/mqi_99.htm [26] Lineární vedení - Matis s.r.o. [online]. [cit. 2015-01-15]. Dostupné z: http://www.matis.cz/

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV VODNÍCH STAVEB FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF WATER STRUCTURES PŘÍLOHA Č. 1 PRŮVODNÍ ZPRÁVA DIPLOMOVÁ PRÁCE DIPLOMA THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR BC. MICHAL HAVLÁT Ing. MICHAL ŽOUŽELA, Ph.D. BRNO 2015

OBSAH 1. Úvod... 2 2. Popis navrhovaného hydraulického okruhu... 5 3. Popis navrhovaných modelů a objektů... 6 4. Závěr... 7 1

1. ÚVOD Při výuce hydrauliky a hydrologie se v současnosti většinově uplatňuje pouze teoretický přístup, který by však bylo vhodné doplnit praktickými ukázkami hydraulických jevů, které je možné prezentovat studentům pomocí mobilního hydraulického okruhu umístěného přímo v posluchárně. Nutnou součásti okruhu je čerpací agregát, dostatečně kapacitní vyrovnávací nádrž a hydraulický měrný žlab. Konstrukce žlabu musí umožňovat rychlou, jednoduchou a bezpečnou instalaci zmenšených modelů hydrotechnických staveb a dalších prvků využívaných v oboru vodního hospodářství. Mezi další požadavky na výukový okruh patří snaha o maximální názornost, možnost interaktivně zasahovat do průběhu hydraulických jevů a nenáročnost na ovládání a obsluhu okruhu. Další motivací pro vznik této práce je vytvoření alternativní výukové pomůcky vzhledem k výrobkům konkurenčních světových firem vyrábějících výukové hydraulické žlaby. Nabídky různých variant žlabů a jejich příslušenství jsou u některých renomovaných firem jako například německé společnosti G.U.N.T., španělské firmy Edibon nebo společnosti Armfield Limited z Velké Británie velmi propracované, avšak často na naše poměry ekonomicky neúnosné. Příklady koncepčně podobných nabízených hydraulických okruhů můžeme vidět na obrázcích č. 1, 2 a 3. Předkládaná diplomová práce má za úkol nabídnout alternativu k nabízeným hydraulickým okruhům, kterou je možné vyrobit z velké části pomoci kapacit Laboratoře vodohospodářského výzkumu Vysokého učení technického v Brně s podstatně nižšími investičními náklady ve shodné či vyšší kvalitě. Obr. č. 1 Výukový žlab s profilem 86 x 300 mm společnosti G.U.N.T. [9] 2

Obr. č. 2 Výukový žlab s profilem 76 x 250 mm společnosti Armfield Limited [10] Obr. č. 3 Výukový žlab s profilem 80 x 300 mm společnosti Edibon International [11] Součástí navrženého hydraulického okruhu bude i řada zmenšených hydrotechnický modelů, simulujících převážně úlohy hydrauliky s prouděním o volné hladině. Konkrétně se bude jednat o simulaci přepadu přes ostrohranný přeliv, přeliv s širokou korunou a proudnicový přeliv včetně simulace vodního skoku za jezovým tělesem včetně vývaru s různými typy vývarového prahu a rozražeči proudu. Dále bude možné zkoumání různých typů proudění propustkem s kruhovým průtočným průřezem, měření průtoku žlabovými objekty a manipulace se stavidlovým a segmentovým uzávěrem. V neposlední řadě bude možné pozorovat deformace vodního proudu při obtékání pilíře či jiných usměrňovacích prvků. Pro měření výškové úrovně hladiny v prostoru měrného žlabu byl navržen jednoduchý měřicí vozík s digitálním hloubkoměrem. 3

Součástí diplomové práce je dílenská výkresová dokumentace hydraulického okruhu a navržených objektů. Další část diplomové práce tvoří hydrotechnické výpočty a teoretický popis hydraulických jevů. Navržené konstrukční řešení hydraulického okruhu a jednotlivých modelů popisuje podrobná technická zpráva, doplněná popisem měření a regulace neelektrických veličin. Diplomová práce je zaměřena na vytvoření projektové dokumentace v dostatečném rozsahu pro výrobu a instalaci zmíněných prvků. Některé modely jsou navrženy ve více variantách pro větší názornost vlivu konstrukčního uspořádání hydrotechnických staveb na proudění vody. 4

2. POPIS NAVRHOVANÉHO HYDRAULICKÉHO OKRUHU Základem hydraulického okruhu navrženého v této práci je nosný rám vytvořený z profilů z nerezové oceli. Instalací dvou pevných a dvou otočných pryžových kol je dosaženo dostatečné mobility celého objektu. Nedílnou součástí okruhu je jednostupňové odstředivé čerpadlo Lowara s elektromotorem, které je napojeno PVC hadicí DN 65 na samostatně stojící vyrovnávací nádrž. Čerpadlo je ovládáno měničem frekvence, jenž je umístěn v rozvodné skříni. Voda je z čerpadla dopravována pomocí polypropylenového potrubí přes indukční průtokoměr do nátokové části hydraulického žlabu, v které dochází k tlumení kinetické energie proudící vody. Na nátokový box navazuje měřicí část žlabu se stěnami vyrobenými z čirého float skla tloušťky 6 mm. Konstrukce dna žlabu umožňuje instalaci různých zmenšených modelů hydrotechnických staveb a také změnu podélného sklonu. Pro účely měření úrovně hladiny vody ve žlabu pomocí měřicího vozíku jsou v horní části žlabu umístěny kolejnice z nerezové pásové oceli, které slouží nejen pro pohyb vozíku, ale také pro uchycení některých modelů. Na měřicí část hydraulického žlabu navazuje odpadní box odvádějící vodu zpět do vyrovnávací nádrže. Podrobné informace o konstrukčním uspořádání navrženého hydraulického okruhu jsou uvedeny v přílohách číslo 2 a 5. Výpočet ztrát mechanické energie v okruhu a určení pracovního bodu čerpadla je uvedeno v příloze 4.1 Určení pracovního bodu čerpadla. 5

3. POPIS NAVRHOVANÝCH MODELŮ A OBJEKTŮ S ohledem na rozměry navrženého výukového hydraulického žlabu a jeho napájení vodou jsou navrženy následující modely a objekty: 1) měrné ostrohranné přelivy a jejich uchycení v hydraulickém žlabu, 2) scimemiho přelivná plocha s různými variantami úpravy paty přelivné plochy a vývaru, 3) přeliv s širokou korunou s ostrohranným a zaobleným vtokovým prahem, 4) Venturiho měrný žlab, 5) model propustku, 6) stavidlový uzávěr, 7) zdvižný segmentový uzávěr, 8) modely pilířů s různými tvary jejich zhlaví, 9) zdrsněné dno se třemi variantami velikosti zdrsňujících elementů, 10) prvky pro usměrnění nadkritického proudu, 11) měřicí vozík s digitálním hloubkoměrem ve třech variantách. Hydraulika simulovaných jevů je podrobně popsána v příloze č. 3 Hydraulika navrženého hydraulického okruhu a modelů, konstrukční řešení je uvedeno v příloze č. 2 Technická zpráva navrženého konstrukčního řešení hydraulického okruhu a modelů. 6

4. ZÁVĚR Při navrhování výukových modelů simulujících různé úlohy hydrauliky s prouděním o volné hladině či tlakovým prouděním je důležité zohlednit mnoho hydraulických, ekonomických, technologických a provozních nároků i požadavků. Konstrukce modelů objektů by měly být s ohledem na jejich výrobu snadno proveditelné, avšak jednoduchost řešení se nesmí projevit v nedokonalosti proudění objekty nebo jejich nevhodné kvalitě. Pro potřeby výuky v laboratoři je významným argumentem ovlivňujícím volbu finálního řešení projektu názornost hydraulických jevů probíhajících na modelech, snadný přístup k jednotlivým objektům a jednoduchost měřicí a zobrazovací technologie, která se odráží v možném zapojení studentů do výuky. Před samotnou tvorbou konstrukčního řešení hydraulického okruhu a jeho projektové dokumentace je nutné pečlivé seznámení se simulovanými hydraulickými jevy, nároky na měření sledovaných veličin a způsob budoucího využití okruhu a objektů. Při návrhu je vhodné vycházet z dokumentací již dříve realizovaných projektů, provedených měření, studií a poznatků různých autorů, což zamezí vzniku konstrukčních chyb, které byly zjištěny při dlouhodobém provozu hydraulických laboratoří a jednotlivých modelů. Nezanedbatelný vliv na použití různých materiálů, provedení spojů a uchycení objektů má požadovaná životnost a provozní nároky s ohledem na jednoduchou obsluhu a údržbu. Cílem této práce bylo nalezení vhodného kompromisu mezi splněním hydraulických kritérií, jednoduchostí konstrukčního řešení při současné minimalizaci celkové hmotnosti pro snazší přemísťování okruhu. Mezi hlavní faktory ovlivňující návrh celkového řešení výukového okruhu můžeme zařadit také jednoduchou a rychlou montáž a demontáž objektů instalovaných do hydraulického žlabu, což má pozitivní vliv na zkrácení doby přípravy ukázek hydraulických jevů s možností interaktivního zásahu do jejich průběhu. 7