Hidrológiai Közlöny 1961 (41. évfolyam)

5. szám - V. Nagy Imre: Öntözőcsatornák hordalékszállítása

V, Nagy I.: öntözőcsatornák hordalékszállítása Hidrológiai Közlöny 1961. 5. sz. 365 M. A. Velikanov vizsgálatainak alapjaként azt a feltételezést vezette be, hogy a lebegtetési munka és a folyadék mozgási ellenállása között függvénykapcsolat van [8]. Vizsgálatainak eredményeként a töménység : AygHu (20) — fi Qkr = Ckr I m — U 0 «o — ^ u

1 u

0 J (21) ahol Ckr = 200 zam : p; (23) Ily módon a sebesség harmadik hatványa és a közepes töménység közötti arányosságot egy olyan törvényként tekinthetjük, amelynek érvényességét az eddig eltelt időben úgyszólván valamennyi kísérlet igazolta. A fenti tételt elfogadva, vizsgálatainkban egyik segédeszközként a dimenzió analízis módszerét alkalmaztuk. Az egyes tényezők kapcsolatát az alábbi formában vizsgáltuk : 5 = f(v, Q, R, ü, a), (24) M = ívf [of [Ef [uf (25) ahol s —- közepes töménység [kg/m

3], Vk — szelvényközépsebesség [m/sec], o — sűrűség a szilárd térfogatra vonatkozkg sec

2 tatva, m" ahol v

0 — a hordalékmozgás kezdetének megfelelő középsebesség [m/sec], A legutóbbi időszak kutatásai közül A. G. Hacsatrján [4] munkáját kell kiemelni, aki a kritikus töménység meghatározásában már figyelembe veszi a lebegtetési képesség és a függőleges pulzációs sebesség kapcsolatát is : <x — állandó, R — hidraulikus sugár [m], ü — közepes hidraulikus szemnagyság [m/sec], A dimenzió kapcsolat felírása és a gyökökre vonatkozó feltételi egyenletek megoldása után a következő eredményre jutottunk : s = v

3 xoR

1 u~

1 illetve Vkr = fi{Rus)

1l* ahol (26) (27) a lebegtetés kritikus állapotának megfelelő tényező, u

0 — a lebegtetés szempontjából az adott viszonyok között még figyelembe veendő maximális hidraulikus szemnagyság [m/sec], u

1 — minimális hidraulikus szemnagyság [m/sec], u

0 = 0,065 (v — 0,05) V7 (22) A mérési eredmények feldolgozása Ammt a szakirodalmi adatok mutatják, a hordalékmozgás tanulmányozásának elmúlt 70— 80 éves időszaka alatt megszerkesztett számítási képletek a kritikus elragadó erő, majd az esés és a vízhozam, illetve az utóbbi időben a sebesség figyelembevételével épültek fel. Azok az újabb elgondolások, amelyek már a korszerű elméleti feltevéseken épülnek fel, szinte kivétel nélkül meghatározott arányosságot mutatnak ki a középtöménység és a harmadik hatványra emelt vízmozgási sebesség között, vagy ugyanazzal a gondolattal a hordalék hozamát a sebesség negyedik hatványával veszik arányosnak (Poljakov, Levi, Goncsarov stb.). így pl. a legkorszerűbbek közül, I. V. Egiazarov javaslatában szintén ezt a gondolatot veszi alapul, amikor az elragadó erőt a sebesség négyzetével, a VT értéket a sebesség első hatványával veszi arányosnak. Ennek megfelelően a hordalékhoP = [± 1 <xp (28) A fenti eljárás segítségével sikerült elvileg meghatározni az egyes tényezők szerepét arra az esetre, amikor a középtöménységet a középsebesség harmadik hatványának függvényében vizsgáljuk. A fi tényező jellegének meghatározásával kapcsolatban végzett további vizsgálatainknál abból indultunk ki, hogy a kritikus töménységet jellemző állandónak kapcsolatban kell lennie a vízfolyás turbulens sebességi állapotával. Ismeretes, hogy a dinamikus sebesség függőleges mentén való eloszlását a Vd = v' v' + V T 7/ 1 dvx_ d y (29) összefüggés írja le, ahol v

x, v

y — a pulzációs eltérés értékei. A szemcseállékonyság kritériuma viszont a legújabb vizsgálatok szerint [9] jellemezhető a v

f összefüggéssel, amelyben Vf =v

x + 3 f (d) (30) (31) ahol Vf —-a szemcsék környezetében előálló maximális pillanatnyi fenéksebesség. A kísérletek szerint a (30) egyenlet állandó értékkel jellemezhető s ha Vf értékét közvetlenül a szemcsék fölötti fenékréteg síkjában érvényes dinamikus sebességen keresztül fejezzük ki, akkor u Vd. f const. (32) Nyilvánvaló, hogy a (32) kritérium az elmosódás, kritikus egyensúlyi állapot s a feliszapolódás viszonyaira is jellemző s így kézenfekvőnek látszik . u A ^ Vd. / 3 _ I xo (33)