For mye luft i vannet i et kraftanlegg kan både drepe fisken og føre til eksplosjoner. Nå tester norsk forsker et nytt designverktøy for å unngå disse problemene.
Turbulent vann med høy hastighet river med seg luft. I bekkeinntak til kraftverk fører dette til redusert kapasitet. I tillegg kan det føre til at trykksatte luftlommer dannes, noe som til og med kan forårsake eksplosjonslignende utblåsninger som kan ødelegge både luker, ventiler og spjell om luften returneres brått.
Innblandet luft løses dessuten opp i vannet når den blir satt under trykk.
- Det kan føre til overmetning av oksygen i vannet og føre til fiskedød, forklarer Kari Bråtveit, doktorgradsstipendiat i CEDREN-prosjektet HydroPeak.
Det er altså åpenbart ønskelig med minst mulig innblanding av luft i vannførende systemer. Både vannføringen, trykket og utformingen til inntaket påvirker dette. Per i dag må en bruke fysiske modeller og labforsøk for å undersøke hvilken utforming som fører til minst innblanding av luft.
Bråtveit dro i sommer til Canada for å teste om det i stedet er mulig å bruke datamodeller, noe som vil være både tids- og kostnadsbesparende.
Problematikken med innblanding av luft finner en også i systemer for å håndtere flomvann, der overflatevann samles i kummer og sendes til større rør på et lavere nivå. Det er dette som var utgangspunktet for testene Bråtveit gjorde i Canada hos konsulentfirmaet North West Hydraulic i Vancouver i Canada.
- Løser man problemstillingen for ett overflatesystem, fungerer det også for andre typer inntakskonstruksjoner, slik som for eksempel bekkeinntak, sier hun.
Bråtveit var først i Canada to måneder i vinter for å kjøre datamodelleringer ut fra de fysiske modellene North West Hydraulic hadde kjørt tidligere, slik at hun kunne sammenligne resultatene. Hun ønsket imidlertid å gjøre mer nøyaktige beregninger enn det kanadierne hadde behov for, og utstyr til. I sommer reiste hun derfor tilbake til Canada med egne trykksensorer i kofferten for å gjøre flere forsøk.
Bråtveit med en av trykksensorene de bruker i forsøkene.
- Ved å kjøre simuleringer øker vi forståelsen av hvordan konstruksjonene fungerer – det gjelder både datamodeller og fysiske modeller, forklarer Bråtveit.
Helt tilfeldig var det ikke at Bråtveit dro akkurat til Vancouver. I studietiden var hun på utveksling til University of British Columbia, og hun har fortsatt venner som bor der. I tillegg har veilederen hennes kontakter nettopp hos North West Hydraulic.
- Vancouver er regnet som en av verdens fineste byer å bo i, smiler Bråtveit.
North West Hydraulic er et nisjekonsulentfirma som fokuserer på hydraulikk og hydrologi. Bråtveit skryter av både laboratoriene og av de dyktige og erfarne folkene som jobber der.Oppholdet ga henne innsikt i flere problemstillinger, og hun tar med seg tilbake erfaringer om at selv om kanadiere og nordmenn tilsynelatende er nokså like, er det både faglige og kulturelle forskjeller i arbeidslivet.
- Jeg fikk innblikk i britisk-kanadisk ingeniørkultur, hvordan de løser problemstillinger og hvilke metoder de bruker. For eksempel er det mer bruk av fysiske modeller i Nord-Amerika, forklarer Bråtveit.
Det er noe vi har gått mer bort fra i Norge, men som de fortsatt tar seg råd til i Canada.
- Kunnskap og metodikk er utviklet ut fra behov. I Nord-Amerika har de større andel av elvekraftverk, dermed blir luftmedriving og drivved i vannet mer relevante problemstillinger, sier hun.
Summa summarum er Bråtveit godt fornøyd med oppholdet.
- Jeg er heldig som har fått mulighet til å samarbeide med North West Hydraulic. Det er positivt å ha muligheten til å samarbeide på tvers av kontinent, konkluderer hun.
Lengdesnitt av en vertikalsjakt Bråtveit simulerer. Den røde fargen viser vann, mens blått tilsvarer luft. Figuren kan brukes til å vurdere blandingsforholdet mellom luft og vann, og hvor fort det lille (turkise) røret blir fylt med luft.