Gemaalontwerp uit 1904: verschil tussen versies

k
Toegankelijkheid verbeterd
k (Inhoud aangevuld)
k (Toegankelijkheid verbeterd)
 
Regel 5: Regel 5:
In 1904 kwam de commissie met het zijn eindverslag.<ref>''Lauwerzee-verslag 1904.'' (1904). Hoitsema. Geraadpleegd op Delpher op 30-12-2023 van https://resolver.kb.nl/resolve?urn=MMKB18A:018683000</ref><ref name="Teekeningen">''Lauwerzee-verslag 1904: Teekeningen en Kaarten.'' (1904). Hoitsema. Geraadpleegd op Delpher op 30-12-2023 van https://resolver.kb.nl/resolve?urn=MMKB18A:048904000</ref> De aanbevelingen van de commissie zijn niet (direct) overgenomen. Dijxhoorn schrijft hierover in het ''Ingenieur'' artikel ''[[De werktuigen van het provinciaal stoomgemaal]]'': "De plannen van de Lauwerzee-commissie zijn niet door de Hooge Regeering overgenomen. De Provinciale Besturen van Friesland en van Groningen hebben echter later afzonderlijk de boezembemaling ter hand genomen."
In 1904 kwam de commissie met het zijn eindverslag.<ref>''Lauwerzee-verslag 1904.'' (1904). Hoitsema. Geraadpleegd op Delpher op 30-12-2023 van https://resolver.kb.nl/resolve?urn=MMKB18A:018683000</ref><ref name="Teekeningen">''Lauwerzee-verslag 1904: Teekeningen en Kaarten.'' (1904). Hoitsema. Geraadpleegd op Delpher op 30-12-2023 van https://resolver.kb.nl/resolve?urn=MMKB18A:048904000</ref> De aanbevelingen van de commissie zijn niet (direct) overgenomen. Dijxhoorn schrijft hierover in het ''Ingenieur'' artikel ''[[De werktuigen van het provinciaal stoomgemaal]]'': "De plannen van de Lauwerzee-commissie zijn niet door de Hooge Regeering overgenomen. De Provinciale Besturen van Friesland en van Groningen hebben echter later afzonderlijk de boezembemaling ter hand genomen."


[[Bestand:Lauwerszee comm - B.9, Uitsnede locatie.jpg|miniatuur|center|rechtop=2.2|link=https://wiki.woudagemaal.nl/w/images/2/25/Lauwerszee_comm_-_B.9%2C_Uitsnede_locatie.jpg|Locatie van het te bouwen gemaal, nabij Tacozijl.<ref>Dit is een uitsnede van een grotere kaart, de volledige kaart is: Lauwerzee commissie 1904, Teekeningen en Kaarten, Bijlage IX, ''Overzicht van de toevoerkanalen naar de stoomgemalen nabij Tacozijl'' [[Media:Lauwerszee comm - B.9, Overzicht van de toevoerkanalen.jpg|[Link naar tekening]]]</ref>]]
[[Bestand:Lauwerszee comm - B.9, Uitsnede locatie.jpg|miniatuur|center|rechtop=2.2|link=https://wiki.woudagemaal.nl/w/images/2/25/Lauwerszee_comm_-_B.9%2C_Uitsnede_locatie.jpg|alt=""|Locatie van het te bouwen gemaal, nabij Tacozijl.<ref>Dit is een uitsnede van een grotere kaart, de volledige kaart is: Lauwerzee commissie 1904, Teekeningen en Kaarten, Bijlage IX, ''Overzicht van de toevoerkanalen naar de stoomgemalen nabij Tacozijl'' [[Media:Lauwerszee comm - B.9, Overzicht van de toevoerkanalen.jpg|[Link naar tekening]]]</ref>]]


==Uitgangspunten van de commissie==
==Uitgangspunten van de commissie==
Regel 13: Regel 13:
Deze locatie is vrij dichtbij de locatie waar het gemaal uiteindelijk gebouwd is.
Deze locatie is vrij dichtbij de locatie waar het gemaal uiteindelijk gebouwd is.


[[Bestand:Lauwerszee comm - B.8, Situatie van de stoomgemalen nabij tacozijl.jpg|miniatuur|center|rechtop=2.2|link=https://wiki.woudagemaal.nl/w/images/3/32/Lauwerszee_comm_-_B.8%2C_Situatie_van_de_stoomgemalen_nabij_tacozijl.jpg|Situatie van de stoomgemalen nabij tacozijl.<ref name="Teekeningen"/>]]
[[Bestand:Lauwerszee comm - B.8, Situatie van de stoomgemalen nabij tacozijl.jpg|miniatuur|center|rechtop=2.2|link=https://wiki.woudagemaal.nl/w/images/3/32/Lauwerszee_comm_-_B.8%2C_Situatie_van_de_stoomgemalen_nabij_tacozijl.jpg|alt=""|Situatie van de stoomgemalen nabij tacozijl.<ref name="Teekeningen"/>]]


[[Bestand:Lauwerszee comm - B.8, Detail gemaal.jpg|miniatuur|rechtop=0.75|link=https://wiki.woudagemaal.nl/w/images/7/73/Lauwerszee_comm_-_B.8%2C_Detail_gemaal.jpg|Binnensluis of spuisluis met aan weerszijden een stoomgemaal, ketelhuis en woningen voor het personeel.<ref name="B.8">Dit is een uitsnede van een tekening, de volledige tekening is: Lauwerzee commisie 1904, Teekeningen en Kaarten, Bijlage VIII, ''Situatie van de stoomgemalen nabij Tacozijl'' [[Media:Lauwerszee comm - B.8, Situatie van de stoomgemalen nabij tacozijl.jpg|[Link naar tekening]]]</ref>]]
[[Bestand:Lauwerszee comm - B.8, Detail gemaal.jpg|miniatuur|rechtop=0.75|link=https://wiki.woudagemaal.nl/w/images/7/73/Lauwerszee_comm_-_B.8%2C_Detail_gemaal.jpg|Binnensluis of spuisluis met aan weerszijden een stoomgemaal, ketelhuis en woningen voor het personeel.<ref name="B.8">Dit is een uitsnede van een tekening, de volledige tekening is: Lauwerzee commisie 1904, Teekeningen en Kaarten, Bijlage VIII, ''Situatie van de stoomgemalen nabij Tacozijl'' [[Media:Lauwerszee comm - B.8, Situatie van de stoomgemalen nabij tacozijl.jpg|[Link naar tekening]]]</ref>]]
Regel 19: Regel 19:


===Capaciteit van het gemaal===
===Capaciteit van het gemaal===
De Lauwerszee-commisie onderzocht de periode "van groot waterbezwaar" in augustus 1894 en wat ervoor nodig zou zijn om dit te beperken. De commissie concludeerde dat er in de twee weekse periode van wateroverlast 65 miljoen m<sup>3</sup> water extra afgevoerd had moeten worden om de gevolgen aanvaardbaar te houden.
De Lauwerszee-commisie onderzocht de periode "van groot waterbezwaar" in augustus 1894 en wat ervoor nodig zou zijn om dit te beperken. De commissie concludeerde dat er in de twee weekse periode van wateroverlast 65 miljoen m{{sup|3}} water extra afgevoerd had moeten worden om de gevolgen aanvaardbaar te houden.


Voor de bemalings capaciteit van het gemaal werd daarom geadviseerd:
Voor de bemalings capaciteit van het gemaal werd daarom geadviseerd:
* 65 miljoen m<sup>3</sup> in een periode van 14 dagen,
* 65 miljoen m{{sup|3}} in een periode van 14 dagen,
* ofwel afgerond 4.650.000 m<sup>3</sup> per etmaal.
* ofwel afgerond 4.650.000 m{{sup|3}} per etmaal.
* Waarbij het gemaal 23 uur per dag maalt (1 uur per dag was nodig voor controles en onderhoud),
* Waarbij het gemaal 23 uur per dag maalt (1 uur per dag was nodig voor controles en onderhoud),
* ofwel afgerond 202.000 m<sup>3</sup> per uur (dit komt overeen met 3.367 m<sup>3</sup> per minuut of 56 m<sup>3</sup> per seconde).
* ofwel afgerond 202.000 m{{sup|3}} per uur (dit komt overeen met 3.367 m{{sup|3}} per minuut of 56 m{{sup|3}} per seconde).


Dit is de capaciteit van het beoogde gemaal bij een opvoerhoogte van 1 meter. Bij een lagere opvoerhoogte moet het gemaal meer kunnen leveren, maximaal 275.000 m<sup>3</sup> per uur. Bij een hogere opvoerhoogte moet het gemaal kunnen blijven malen tot een opvoerhoogte van 1,60 meter, hierbij mag de opbrengst lager zijn.
Dit is de capaciteit van het beoogde gemaal bij een opvoerhoogte van 1 meter. Bij een lagere opvoerhoogte moet het gemaal meer kunnen leveren, maximaal 275.000 m<sup>3</sup> per uur. Bij een hogere opvoerhoogte moet het gemaal kunnen blijven malen tot een opvoerhoogte van 1,60 meter, hierbij mag de opbrengst lager zijn.
Regel 44: Regel 44:


===Vermogen===
===Vermogen===
Een capaciteit van 202.000 m<sup>3</sup> per uur bij een opvoerhoogte van 1 meter levert een vermogen van 750 Waterpaardekrachten (W.P.K.). Uitgedrukt in moderne eenheden komt het vermogen van 750 WPK overeen met 550 kW (kilowatt).
Een capaciteit van 202.000 m{{sup|3}} per uur bij een opvoerhoogte van 1 meter levert een vermogen van 750 Waterpaardekrachten (W.P.K.). Uitgedrukt in moderne eenheden komt het vermogen van 750 WPK overeen met 550 kW (kilowatt).


===Spuimogelijkheid===
===Spuimogelijkheid===
Regel 51: Regel 51:
Er is toen al voorzien dat wanneer de Zuiderzee afgesloten zal worden de mogelijkheid ontstaat om zoet IJsselmeerwater de Friese boezem in te laten. Inmalen van zoetwater door het gemaal bij tacozijl wordt niet nodig geacht omdat het waterhoogte verschil tussen het te vormen IJsselmeer en de Friese boezem voldoende zal zijn.
Er is toen al voorzien dat wanneer de Zuiderzee afgesloten zal worden de mogelijkheid ontstaat om zoet IJsselmeerwater de Friese boezem in te laten. Inmalen van zoetwater door het gemaal bij tacozijl wordt niet nodig geacht omdat het waterhoogte verschil tussen het te vormen IJsselmeer en de Friese boezem voldoende zal zijn.


[[Bestand:Lauwerszee comm - B.8, Detail zeesluis.jpg|miniatuur|links|link=https://wiki.woudagemaal.nl/w/images/2/20/Lauwerszee_comm_-_B.8%2C_Detail_zeesluis.jpg|Zeesluis of keersluis in de zeedijk.<ref name="B.8"/>]]
[[Bestand:Lauwerszee comm - B.8, Detail zeesluis.jpg|miniatuur|links|link=https://wiki.woudagemaal.nl/w/images/2/20/Lauwerszee_comm_-_B.8%2C_Detail_zeesluis.jpg|alt=""|Zeesluis of keersluis in de zeedijk.<ref name="B.8"/>]]
 
===Keersluis===
===Keersluis===
In die tijd vond men het nogal risicovol om een grote constructie in een zeedijk op te nemen. Men was bang dat dit een zwak punt zou kunnen zijn, het bezwijken van een dergelijk constructie zou dan een groot gat in de zeedijk kunnen veroorzaken. Men hield zich liever bij techniek die zich al bewezen had, namelijk relatief smalle sluizen in een zeedijk. Hierom is er destijds gekozen voor een (breed)gemaal een stukje landinwaarts en een relatief smalle zeesluis in de zeedijk.
In die tijd vond men het nogal risicovol om een grote constructie in een zeedijk op te nemen. Men was bang dat dit een zwak punt zou kunnen zijn, het bezwijken van een dergelijk constructie zou dan een groot gat in de zeedijk kunnen veroorzaken. Men hield zich liever bij techniek die zich al bewezen had, namelijk relatief smalle sluizen in een zeedijk. Hierom is er destijds gekozen voor een (breed)gemaal een stukje landinwaarts en een relatief smalle zeesluis in de zeedijk.
Regel 68: Regel 69:


===Keuze der wateropvoerwerktuigen===
===Keuze der wateropvoerwerktuigen===
[[Bestand:Lauwerszee comm - B.14, Uitsnede pomp.jpg|miniatuur|rechtop=0.65|Bovenaanzicht van één van de pompen met verticale as, het pomphuis, aan- en afvoerkanalen zijn geheel onder de machinevloer geconstrueerd.<ref name="B.14">Dit is een uitsnede van een tekening, de volledige tekening is: Lauwerzee commisie 1904, Teekeningen en Kaarten, Bijlage XIV, ''Stoomgemalen nabij Tacozijl'' [[Media:Lauwerszee comm - B.14, Stoomgemalen nabij Tacozijl.jpg|[Link naar tekening]]]</ref>]]
[[Bestand:Lauwerszee comm - B.14, Uitsnede pomp.jpg|miniatuur|rechtop=0.65|alt=""|Bovenaanzicht van één van de pompen met verticale as, het pomphuis, aan- en afvoerkanalen zijn geheel onder de machinevloer geconstrueerd.<ref name="B.14">Dit is een uitsnede van een tekening, de volledige tekening is: Lauwerzee commisie 1904, Teekeningen en Kaarten, Bijlage XIV, ''Stoomgemalen nabij Tacozijl'' [[Media:Lauwerszee comm - B.14, Stoomgemalen nabij Tacozijl.jpg|[Link naar tekening]]]</ref>]]


Bij stoomgemalen met een opvoerhoogte tussen de 2 en 4 meter hebben centrifugaalpompen "zonder twijfel" de voorkeur, zowel wat aanlegkosten betreft als wat betreft de onderhouds- en bedrijfskosten. Het is de vraag of deze keuze voor centrifugaalpompen ook de meest geschikte is voor een gemaal met zeer geringe opvoerhoogte (dikwijls 0,50 meter en nog wel minder). Omdat het gemaal maar zelden gebruikt wordt zal de keuze van de wateropvoerwerktuigen meer bepaald worden door de aanleg- en onderhoudskosten. Het rendement (kolenverbruik per waterpaardekracht) is minder van belang.
Bij stoomgemalen met een opvoerhoogte tussen de 2 en 4 meter hebben centrifugaalpompen "zonder twijfel" de voorkeur, zowel wat aanlegkosten betreft als wat betreft de onderhouds- en bedrijfskosten. Het is de vraag of deze keuze voor centrifugaalpompen ook de meest geschikte is voor een gemaal met zeer geringe opvoerhoogte (dikwijls 0,50 meter en nog wel minder). Omdat het gemaal maar zelden gebruikt wordt zal de keuze van de wateropvoerwerktuigen meer bepaald worden door de aanleg- en onderhoudskosten. Het rendement (kolenverbruik per waterpaardekracht) is minder van belang.
Regel 84: Regel 85:
Interessant genoeg zijn in het uiteindelijke ontwerp voor het gemaal wel hevel-centrifugaalpompen gebruikt. Het rendement daarvan viel ook wat tegen.
Interessant genoeg zijn in het uiteindelijke ontwerp voor het gemaal wel hevel-centrifugaalpompen gebruikt. Het rendement daarvan viel ook wat tegen.


Bij de centrifugaalpompen met een verticale as ligt het slakkenhuis op zijn kant. Door het slakkenhuis geheel onder water te bouwen zijn de aan- en afvoerleidingen maar heel kort, waardoor de wrijvingsverliezen heel laag zijn.  
Bij de [[Verschillende uitvoeringen van centrifugaalpompen met vertikale as|centrifugaalpompen met een verticale as]] ligt het slakkenhuis op zijn kant. Door het slakkenhuis geheel onder water te bouwen zijn de aan- en afvoerleidingen maar heel kort, waardoor de wrijvingsverliezen heel laag zijn.  


De waaiers kunnen met een bovenloopkraan uit de pomphuizen getild worden, dit dient voor onderhoud, om vrije lozing (spuien) mogelijk te maken en voor het verwijderen van vreemde voorwerpen die in de waaier klem kunnen komen te zitten.
De waaiers kunnen met een bovenloopkraan uit de pomphuizen getild worden, dit dient voor onderhoud, om vrije lozing (spuien) mogelijk te maken en voor het verwijderen van vreemde voorwerpen die in de waaier klem kunnen komen te zitten.
Regel 90: Regel 91:
Centrifugaalpompen met verticale as zijn tot dan toe maar weinig in Nederlandse gemalen toegepast. Genoemd wordt dat het stoomgemaal in Drongelen ook pompen heeft met verticale as. ook wordt genoemd dat dit type centrifugaalpompen veel voorkomen in Noord-Duitsland en in westelijke staten van Amerika. Een ander toendertijd zeer bekende toepassing zijn de vijf centrifugaalpompen met verticale as die te Khatatba op de Nijl uitslaan. Deze leveren bij 32 omwentelingen per minuut ieder 360 m<sup>3</sup> per minuut met een opvoerhoogte van 3 meter.  
Centrifugaalpompen met verticale as zijn tot dan toe maar weinig in Nederlandse gemalen toegepast. Genoemd wordt dat het stoomgemaal in Drongelen ook pompen heeft met verticale as. ook wordt genoemd dat dit type centrifugaalpompen veel voorkomen in Noord-Duitsland en in westelijke staten van Amerika. Een ander toendertijd zeer bekende toepassing zijn de vijf centrifugaalpompen met verticale as die te Khatatba op de Nijl uitslaan. Deze leveren bij 32 omwentelingen per minuut ieder 360 m<sup>3</sup> per minuut met een opvoerhoogte van 3 meter.  


[[Bestand:Khatatbeh schematisch.jpg|miniatuur|rechtop 2|gecentreerd|Schematische dwarsdoorsnede van het gemaal Khatatba. <ref>Beekman, A.A. (z.d). ''Platen behorende bij polders en droogmakerijen''. Geraadpleegd op Delpher op 30-12-2023 van https://resolver.kb.nl/resolve?urn=MMKB21:041126000</ref>]]
[[Bestand:Khatatbeh schematisch.jpg|miniatuur|rechtop 2|gecentreerd|alt=""|Schematische dwarsdoorsnede van het gemaal Khatatba. <ref>Beekman, A.A. (z.d). ''Platen behorende bij polders en droogmakerijen''. Geraadpleegd op Delpher op 30-12-2023 van https://resolver.kb.nl/resolve?urn=MMKB21:041126000</ref>]]


In het ontwerp van Dijxhoorn zijn 8 grote bemalingspompen voorzien. Ieder van deze centrifugaalpompen zal bij een opvoerhoogte van 1 meter 420 m<sup>3</sup> water per minuut kunnen opvoeren en bij een opvoerhoogte van 0.5 meter ongeveer 575 m<sup>3</sup> per minuut. De grootste opvoerhoogte, waarmede de centrifugaalpompen dienst zullen doen, bedraagt 1.60 meter waarbij de wateropbrengst dan ongeveer 350 m<sup>3</sup> per minuut zal zijn.
In het ontwerp van Dijxhoorn zijn 8 grote bemalingspompen voorzien. Ieder van deze centrifugaalpompen zal bij een opvoerhoogte van 1 meter 420 m{{sup|3}} water per minuut kunnen opvoeren en bij een opvoerhoogte van 0.5 meter ongeveer 575 m{{sup|3}} per minuut. De grootste opvoerhoogte, waarmede de centrifugaalpompen dienst zullen doen, bedraagt 1.60 meter waarbij de wateropbrengst dan ongeveer 350 m{{sup|3}} per minuut zal zijn.


De grote capaciteit per pomp vraagt om grote waaiers. Een lage opvoerhoogte vraagt echter een lage omtreksnelheid aan de buitenomtrek van de waaier. Samen geeft dit een laag toerental voor de waaiers, tussen 24 en 34 omwentelingen per minuut afhankelijk van de opvoerhoogte.
De grote capaciteit per pomp vraagt om grote waaiers. Een lage opvoerhoogte vraagt echter een lage omtreksnelheid aan de buitenomtrek van de waaier. Samen geeft dit een laag toerental voor de waaiers, tussen 24 en 34 omwentelingen per minuut afhankelijk van de opvoerhoogte.
Regel 113: Regel 114:
Per machinelokaal zijn er vier centrifugaalpompen met verticale as, deze worden per twee pompen door één stoommachine aangedreven. Er is een haakse overbrenging nodig om de uitgaande as van de stoommachine aan de verticaal staande as van de centrifugaalpompen te verbinden. Hiervoor wordt een tandwiel overbrenging gekozen (met kegelraderen ofwel kamwielen). Om de stoommachine effectiever te laten werken is het gewenst om deze op een hoger toerental te laten draaien dan de pompen. Deze wens laat zich gemakkelijk combineren met de gekozen haakse tandwiel overbrenging, een overbrengingsverhouding van 2 op 1 wordt gekozen. De stoommachines draaien dan twee maal zo snel als de pomp waaiers.
Per machinelokaal zijn er vier centrifugaalpompen met verticale as, deze worden per twee pompen door één stoommachine aangedreven. Er is een haakse overbrenging nodig om de uitgaande as van de stoommachine aan de verticaal staande as van de centrifugaalpompen te verbinden. Hiervoor wordt een tandwiel overbrenging gekozen (met kegelraderen ofwel kamwielen). Om de stoommachine effectiever te laten werken is het gewenst om deze op een hoger toerental te laten draaien dan de pompen. Deze wens laat zich gemakkelijk combineren met de gekozen haakse tandwiel overbrenging, een overbrengingsverhouding van 2 op 1 wordt gekozen. De stoommachines draaien dan twee maal zo snel als de pomp waaiers.


[[Bestand:Lauwerszee comm - B.14, Uitsnede machinelokaal.jpg|miniatuur|center|rechtop=2.2|link=https://wiki.woudagemaal.nl/w/images/2/22/Lauwerszee_comm_-_B.14%2C_Uitsnede_machinelokaal.jpg|Bovenaazicht van één van de twee machinelokalen met vier centrifugaalpompen en twee stoommachines per machinelokaal.<ref name="B.14"/>]]
[[Bestand:Lauwerszee comm - B.14, Uitsnede machinelokaal.jpg|miniatuur|center|rechtop=2.2|link=https://wiki.woudagemaal.nl/w/images/2/22/Lauwerszee_comm_-_B.14%2C_Uitsnede_machinelokaal.jpg|alt=""|Bovenaazicht van één van de twee machinelokalen met vier centrifugaalpompen en twee stoommachines per machinelokaal.<ref name="B.14"/>]]


===Keuze der stoomwerktuigen===
===Keuze der stoomwerktuigen===
Regel 139: Regel 140:


===Keuze der stoomketels===
===Keuze der stoomketels===
[[Bestand:Lauwerszee comm - B.14, Uitsnede ketelhuis.jpg|miniatuur|rechtop=1.2|link=https://wiki.woudagemaal.nl/w/images/8/84/Lauwerszee_comm_-_B.14%2C_Uitsnede_ketelhuis.jpg|Bovenaazicht van één van de twee ketelhuizen ieder met eigen kolenloods en schoorsteen.<ref name="B.14"/>]]
[[Bestand:Lauwerszee comm - B.14, Uitsnede ketelhuis.jpg|miniatuur|rechtop=1.2|link=https://wiki.woudagemaal.nl/w/images/8/84/Lauwerszee_comm_-_B.14%2C_Uitsnede_ketelhuis.jpg|alt=""|Bovenaazicht van één van de twee ketelhuizen ieder met eigen kolenloods en schoorsteen.<ref name="B.14"/>]]
 
Om niet in "buitengewoon groote afmetingen te vervallen" kiest Dijxhoorn voor Lancashire-ketels, 3 stoomketels per stoommachine, 6 per ketelhuis en 12 totaal. Per ketelhuis is er één schoorsteen. Reserve ketels worden niet nodig geacht, bij uitval van een ketel bij het grootste vermogen kunnen de andere ketels bijspringen, desnoods met een wat hoger kolenverbruik.
Om niet in "buitengewoon groote afmetingen te vervallen" kiest Dijxhoorn voor Lancashire-ketels, 3 stoomketels per stoommachine, 6 per ketelhuis en 12 totaal. Per ketelhuis is er één schoorsteen. Reserve ketels worden niet nodig geacht, bij uitval van een ketel bij het grootste vermogen kunnen de andere ketels bijspringen, desnoods met een wat hoger kolenverbruik.