Hidrológiai Közlöny 1963 (43. évfolyam)

2. szám - Hozzászólások Dr. Ivicsics Lajos: „Gondolatok a hidromechanikai kismintavizsgálatok” c. tanulmányához (Dr. V. Nagy Imre–dr. Szigyártó Zoltán)

Hozzászólás Dr. Ivicsics Lajos tanulmányához Hidrológiai Közlöny 1963. 2. sz. 161 [13] V. Nagy I. : Öntözőcsatornák hordalékszállítása. Hidrológiai Közlöny, Budapest. 1961. 5. [14] V. Nagy I. : A Reynolds egyenletek alkalmazása hordalékmozgás esetére. Vízügyi Közlemények, Bp. 1962. Dr. Szigyártó Zoltán a műszaki tudományok kandidátusa A fizikai tudományokra, s talán általában magának a tudománynak a fejlődésére is jellemző, hogy az újabb tapasztalatokat, újabb megfigyeléseket először mindig az ismert tapasztalatok és megfigyelések alapján, az azokból levont törvényszerűségek segítségével igyekeznek megmagyarázni. így tesznek akkor is, ha az új megfigyelések ellenkeznek a régi tapasztalatokkal, ha a kettő között ellentmondás tapasztalható. Ilyenkor igyekeznek a régi elmélet kisebb módosításával „segédelméletek" felállításával összeegyeztetni az új tapasztalatokat a régi törvényekkel, mindenképpen arra törekedve, hogy kisebb-nagyobb általánosításokkal, s a különböző kompromisszumok eredményeként a gyakorlat is hasznosíthassa az újat. Az újabb és újabb tapasztalatok, s a régi törvények tökéletes szintézise azonban csak akkor következik be, amikor a régi alapokat félretéve, új alapokon építenek fel egy olyan új elméletet, melynek a régi törvény csupán egy különeges feltételek között érvényes részévé válik. Ilyen szempontok alapján, ilyen meggondolásokkal tartom jelentősnek dr. Ivicsics Lajos azon törekvését, hogy — a kismintavizsgálatok alapját képező régi törvények bizonyos gyakorlati alkalmazása során szerzett, s e törvények alkalmazhatóságának bizonyos mértékben ellentmondó tapasztalatokat összegezve — új irányt mutasson a kismintavizsgálatok fejlődését akadályozó ellentmondások feloldására. Az úgynevezett „méretarányhatás" valamiféle figyelembevételekor, a több jellemző erő felléptekor szükségképpen alkalmazott kompromisszumok esetén, a torzított modellek alkalmazásakor köpetett ökölszabályok elfogadásakor a kísérletező minden alkalommal elfogadta azt a gyakorlati tapasztalatot, hogy az úgynevezett „kismintatörvények" csupán bizonyos, sokszor teljesen előre nem látható, s inkább csak érezhető esetekben bizonyulnak valóban törvényeknek. A gyakorlat igényeit e törvények szűk alkalmazásköre nem elégíti ki. Új elméletre van szükség, mely feloldja a kismintavizsgálatok végzésekor minduntalan előbukkanó elméleti bizonytalanságot. A Szerző úgy látja, hogy a megoldást egy új fogalom bevezetése, vagy talán tudatosítása adja meg. Ez az új fogalom a ,, rokon jelenségek" fogalma. A magam részéről mind a Szerző céljával, mind a javasolt kivezető út kiindulási alapként történő elfogadásával egyetértek. Hogy mégis hozzászólok a kérdéshez, annak oka az, hogy bizonyos részletekben — úgy érzem — a Szerző megfogalmazása nem elég világos, félreértésekre \ adhat alkalmat, s remélem, hogy hozzászólásom közreadásával talán élősegíthetném a kérdés tisztázását. A rokon jelenségek fogalma E]őször arra szeretnék rámutatni, hogy a rokonjelenségek fogalmának meghatározásánál valami bizonytalanságot érzek. A Szerző szerint: „Rokonjelenségeknek azokat a fizikai jelenségeket nevezzük, melyeket ugyanazok a mennyiségek jellemeznek." Példaként a bukó esetét hozza fel, hol bizonyos határig a jelenséget a bukó valamilyen geometriai jellemzője, a nehézségi gyorsulás, az átbukó vízhozam és az átbukási magasság jellemzi ; míg bizonyos vízhozamérték -alatt már jellemző tényezővé válik a folyadék viszkozitása is. így a viszkozitás szerepét figyelembe véve — annak megfelelően, hogy a viszkozitás hatása elhanyagolható-e vagy nem — a jelenségcsoportra két rokonsági kört állapít meg. Nyilvánvaló azonban, hogy a nagy vízhozamoknál is van hatása a viszkozitásnak, csupán az a többi tényező hatásához képest kisebb, elhanyagolható. Tulajdonképpen tehát mindkét rokonsági körben a jellemző fizikai tényezők ugyanazok, csak azok hatása más és más. És ez az a körülmény, melyet az idézett definíció nem eléggé szabatosan fogalmaz meg. Törvények — kismintatörvények Mind a szerző, mind dr. V. Nagy Imre foglalkozik azzal a kérdéssel, hogy törvénynek nevezhetők-e az úgynevezett kismintatörvények ? Véleményem szerint helyesen állapítja meg dr. Ivicsics, hogy ,,... sok téves következtetés származhat abból, ha egy mennyiségcsoportot annak betűjelével — a Froude szám esetén W. Froude nevének két első betűjével — egyenlőségjellel kötünk össze és az így kapott egyenletet törvénynek tekintjük. A Froude-szám, a Reynoldsszám stb. kismintatörvényként való alkalmazása szintén lényeges — bár nem alapvető — hiányossága a kismintavizsgálatok elméletének." Kismintatörvényeknek ugyanis nem ezeket, hanem az e jelekkel szimbolizált invariánsok segítségével levezethető összefüggéseket célszerű nevezni. Ezek az összefüggések azt mondják ki, hogy meghatározott fizikai feltételek teljesülése esetén, ha a folyamatot jellemző geometriai méretek a arányban módosulnak, akkor ugyancsak a folyamatra jellemző, valamilyen, f-fel jelölt fizikai mennyiség értéke is meghatározott arányban változik, ahol r csupán az f fizikai menynyiség és a folyamatra jellemző erő jellegétől függ. Meghatározott jellegű erő, arányos méretváltozás esetén a kismintatörvény ezeknek az átszámítási tényezőknek az összességét jelenti,