Hidrológiai Közlöny 1975 (55. évfolyam)

12. szám - Dr. Rákóczi László: Vegyes szemcseösszetételű hordalék kritikus sebességének meghatározása

544 Hidrológiai Közlöny 1975. 12. sz. Dr. Rákóczi L.: Vegyes szemcseösszetételű hordalék 1. táblázat Az 1. és 2. mozgásállapothoz tartozó kritikus középsebességek és csúsztatófosziiltségek különbsége az átlagos szemcseátmérő és a beépítési mód függvényében Table 1. Differences in critical mean flow velocity and shear-stress values corresponding to the 1st and 2nd phase of movement as functions of the average grain diameter and that of the homogeneous or non-homogeneous state A jelzett szemcsefrakció Az állapotjellemzők különbsége A beépítés módja A mederanyag átl. szemátmérője, dg [mm] A jelzett szemcsefrakció Az állapotjellemzők különbsége A beépítés módja 0,5 1,5 5,0 a mederanyag-csoport dp-jénól finomabb Vka - Vka [cm/s] homogén 9,5 7,0 7,5 a mederanyag-csoport dp-jénól finomabb Vka - Vka [cm/s] mederanyag, átlag — 4,0 2,0 a mederanyag-csoport dp-jénól finomabb Tci — Tci [p/cm

2] homogén 0,008 0,003 0,0055 a mederanyag-csoport dp-jénól finomabb Tci — Tci [p/cm

2] mederanyag, átlag 0,003 0,0170 a mederanyag-csoport dg-jét tartalmazza Vkc

2 - Vkci [cm/s] homogén 7,0 5,5 6,0 a mederanyag-csoport dg-jét tartalmazza Vkc

2 - Vkci [cm/s] mederanyag, átlag 7,0 9,0 1,5 a mederanyag-csoport dg-jét tartalmazza TC2 ~ Tci [p/cm

2] homogén 0,0055 0,003 0,009 a mederanyag-csoport dg-jét tartalmazza TC2 ~ Tci [p/cm

2] mederanyag, átlag 0,0035 0,0085 0,0085 a mederanyag-csoport dp-jénél durvább Vkco - VkCl [cm/s] homogén 6,5 2,0 2,5 a mederanyag-csoport dp-jénél durvább Vkco - VkCl [cm/s] mederanyag, átlag 6,0 6,0 2,5 a mederanyag-csoport dp-jénél durvább [p/cm

2] homogén 0,0055 0,010 0,018 a mederanyag-csoport dp-jénél durvább [p/cm

2] mederanyag, átlag ' — « 0,008 0,015 együtt. A esúsztatófeszültség értéke tehát csak akkor növekedhet, ha az I vízszintesés nagyobb mértékben nő, mint ahogy h csökken. Az emelőerők szerepe akkor válik jelentőssé a hordalékmozgás megindulásában, ha az ún. „lamináris határréteg" már nem burkolja folyamatosan a meder felszínét. Mivel pedig a lamináris hártya vastagsága <5'= 11,6£ [cm] (28) fordítottan arányos a csúsztatósebesség értékével, tehát a vízszint esésével, a turbulencia növekedésével egyre jobban felszakadozik a határréteg és a függőlegesen felfelé ható erők (a sebessógpulzáció függőleges összetevői) egyre erőteljesebben fejthetik ki kimozdító hatásukat. Az előbbi ábrák jelöléseivel készített 9. ábra a Be* és a lamináris hártya viszonylagos vastagságát kifejező d/ő' viszonyszám kapcsolatát mutatja be a három jelzett szemcsefrakció esetében. Látható, hogy a finom homok frakció (d = 0,5 mm) mindkét mozgásállapotánál d/6'< 1, äZäZ 8h szemcséket teljesen burkolja a lamináris hártya. A homogén durva homok frakció (c£= 1,5 mm) esetében a két határállapot környezetében 2,5 >d/ö' >3,5, tehát a burkolat már felszakadozik, azonban a Re*(^á35 érték arra mutat, hogy a turbulencia még nem teljes és így az emelőerők hatása mérsékelt. Az apró kavics frakció (d = 2,3 mm) esetében egyrészt a két mozgásállapot közötti számottevő d/ő', illetve /íe* különbségek a figyelemre méltók, másrészt számszerű értékük (7—8, illetve 70—95) a hártya teljes eltűnésére és a kifejlett turbulencia állapotába való átlépésre enged következtetni. A felrakott mérési eredmények tehát igazolják a Re* és a d/ő' közismert összefüggését, amely jól szemlélteti a turbulens emelőerők szerepének csökkenését a meder szemösszetételének függvényében. A 7. ábrán feltüntettük a három szemcsefrakció Hjulström szerinti kritikus sebességét, a 8. ábráti pedig a Shields-íéle T

C értékeket is. Látható, hogy Hjulström közepes és felső vicc értékei eléggé jól megegyeznek a finom és a durva homok frakció általunk mórt Vkc értékeivel, azonban az apró kavics frakció észlelt két mozgási fázisát viszonylag távolról fogják közre. A Shields-féle Tc értékek minden esetben az észlelt két mozgási fázishoz tartozó Tc-k közé esnek. Nagyobb eltérések itt is 100 80 •öl 1060 4 1 5

0 § É8 8ä to 1 JN | * 70 1 1 , Jelmagyarázat a 1 ! 7. ábrán 1 / A 1. ik mellé irt szám mederanyogo ok a 6.0 sorszói 'irón fellő wi ntetett / \7 / / \ S 0 7 4 *7 <i 6y /w t 2,6 / A / / A lamináris hártya relatív vastagsága 9. ábra. A lamináris hártya relatív vastagságának változása a csúsztatósebesség Reynolds száma függvényében Fig. 9. Variation of relative thickness of the laminar sublayer vs. Re*