Hidrológiai Közlöny 1980 (60. évfolyam)
5. szám - Dr. Somlyódy László: A keresztirányú elkeveredés vizsgálata folyókban
'230 Hidrológiai Közlöny 1980. 5. sz. Dr. Somlyódy L.: A keresztirányú elkeveredés 10 10 9 Í3 1 6 5 cOo 4 Cl 3 •ja -o 2 1 5 1 1—r—i 1 i— i i i A \ \\ a Mérésből (1) IIIII M = 8,4 mg/s IIIII i i i 0 100 100 300 m 500 600 100 800 Adagolási pont (2) Folyásirónyú távolság [mj (3) 13. ábra. Mért és számított koncentrációt; összevetése. Duna Fig. 13. Comparison of observed and. computed concentrations. Danube River (I) From meaanremnnt, (2) Point of injection, (3) Longitndina) distance, (4) Peak concentration v»(s, b) és Db(s, b) pontosságától függ. Előbbi szerepe látható volt a Bl és B2. míg utóbbié az A2 és B2 példáknál. A2-nél az is tapasztalható volt, milyen érzékeny a megoldás a parti sávban D b változására, ahol egyébként v s és h erősen változik. A gyakorlatban v 8(s, b)-t és D b(s, b)-t általában csak becsülni tudjuk. Helyszíni mérések költségességük miatt nem mindig végezhetők el. A sebességek részcsatornákra vonatkozó, felszíngörbeszámításból való meghatározása (lásd például [7]) gyakran nem kielégítő, i);,-nek pedig legfeljebb az átlagértékét tudjuk közelíteni, de nem D b(s, bJ-t. Ilymódon a megoldással szembeni elvárásaink is csak korlátozottak lehetnek és elsősorban az elkeveredés globális leírására, a főbb jellemzők meghatározására (csóva szélessége, erre vonatkoztatott átlagkoncentráció, elkeveredési hossz, érzékenység stb.) törekedtünk. b) A második korlátozás a (25) feltevésből és a diszperzió fogalmának bevezetéséből adódik. Ez a matematikai problémát lényegesen leegyszerűsíti, de helyessége általánosan nem igazolható. A térbeli hatásókat kifejező e*v* transzport jellege ugyanis eltérhet a feltételezettől, az áramlás egyes részein erősítheti a turbulencia hatását (D b ), máshol pedig gyengítheti (D b<D b t). Szélső esetben D b< 0 is előfordulhat (lásd [3] és [18]). Ilyenkor, Valamint D b erős síkbeli ingadozása mellett a kétdimenziós írásmód nyilvánvalóan nem alkalmazható. Ilyen jellegű tapasztalataink az A3, B3 vizsgálatok során adódtak. A 14. ábrán az erősen görbült laboratóriumi csatornában végzett méréssorozatok eredményei közül mutatunk be egyet. A sebességcsúcsok a várttal szemben nem a külső, hanem a belső ívek közelében adódtak. A komponensmérésekből jól nyomon követhető a kialakuló szekundér áramlás, amely értelemszerűen jelentős keresztirányú eséssel párosul. A mért koncentrációeloszlásokból — Chang [3] eredményeihez hasonlóan — látható', hogy a csóva szinte elválik a faltól, a maximális koncentrációk vonala a csatorna középvonalához közeledik. Ez a jelleg Fick típusú törvény helyességének feltételezésével kétdimenzióban nem írható le. A diszperziós tényező a szekundér áramlás erősítő vagy gyengítő hatásától függően változik (a teljes szakaszra vonatkozó átlagnak (23) alapján d= 0,35 felel meg). Értéke a 0—1. szakaszon kicsi (AD b< 0), majd tetemesen megnő (1—3. szakasz, 1 D bys>D b t, á = 0,85), 3—4. között negatívvá válik (AD b< 0,\AD b\ >D b t), végül pedig ismét pozitív (<2= 0,60). Nem elhanyagolható a keresztirányú változás sem. A 2. szelvényben például (ahol a momentumok módszere pozitív átlagértéket eredményezett), a jobb oldali csatornaszéltől 5 cm-re, a mért sebesség és koncentrációkból, valamint pulzációkból a (25) egyenlet alapján <1= — 0,08 adódik. A különböző nyomjelzős mérésekből származtatott diszperziós tényezőkkel kapcsolatban még a további megállapítások tehetők. A B3 vizsgálat eredményét is bevonva (d=l,6), a szélességre vonatkoztatott D b/u*B dimenziótlan diszperziós tényezők BIH növekedésével hasonló hiperbolikus jellegű csökkenést mutatnak, mint amilyet Lau és Krishnappen [13] találtak egyenes, téglalapszelvényű csatornára. Ez sejteti, hogy D b értéke \D b-n keresztül jelentősen függ a szekundér áramlásoktól. Ugyanakkor Muszkalay [15] a Sződrákos patakon végzett vizsgálatai alapján kimutatta, liogy a D b = dHu* kifejezésből a Nikuradse-féle érdességi tényező bevezetésével nyert módosított összefüggésben a szorzótényező eltérő köriil14. ábra. Mért koncentrációk és sebességeii\ Laboratóriumi nyiltfelszinű görbült csatorna Fig. 14. Measured concentrations and velocities. Curved laboratory flume (1) Place of injection, (2) Concentration, (3) Velocity, (4) left-plume boundary (5) Kight-hand plutne boundary, (ti) Transverse dUtance, (7) Velocity, (8) Concentration 0,1 5 0 0,1 0,2 0,3 0,5 Baloldali csatorna fal (4) Jobboldali csatorna fal (5) Keresztirányú távolság [m] (6) 0,55 0A5 0,35 0,25 ^ — Koncentráció (2) ^ — Sebesség (3) / [t / nauyuiunueigcii/ ^ 0,85m
