Hidrológiai tájékoztató, 1976
Dr. Lászlóffy Woldemár: Gabion, egyesített műtárgy, SZAVICSAV és társaik - Thoma Frigyes: Eljárás a vízpára áramlási sebességének meghatározására
1. táblázat /K[v cm/s] Relatív dielektromos állandók Elem, illetve vegyület Dielektromos állandó £r Megjegyzés Nitrogén 1,00061 Vákuumra vonatkoztatva Oxigén 1,00055 Vákuumra vonatkoztatva Széndioxid 1,00096 Vákuumra vonatkoztatva Hidrogén 1,00026 Vákuumra vonatkoztatva Levegő 1,000594 Vákuumra vonatkoztatva Víz 81,57 Levegőre vonatkoztatva 0,5 -A levegőnél ez a dielektromos állandó a vízpára megjelenése esetén, azaz a relatív páratartalom változásával megváltozik. A bázistávolság végpontjainak, valamint a mérési időpontok rögzítéséhez tehát az előzőeknek megfelelően a dielektromos állandó észlelésére szolgáló kondenzátor fegyverzetének helyét, illetve a dielektromos állandó megváltozását, — annak műszerrel történő észlelését — használjuk fel. A mérőberendezés elve A sebességmérő berendezést az előzőek alapján az 1. ábrán tüntettük fel. A vízpára áramlási sebességének mérése egy mindkét végén nyitott plexi csőben történik. A plexi csőnek az a rendeltetése, hogy különválassza a levegőnek azt a henger alakú részét, amelyben a vízpárát képező vízmolekulák, valamint vízmolekulacsomók, — az őket körülvevő közegben — áramlanak. A plexi cső ezenkívül biztosítja, hogy a vizsgált légtér valóban légmozgástól mentes legyen. A plexi cső mindkét végén egy-egy légszigetelésű kondenzátor található. A csövön átáramló vízpára részeknek a kondenzátorok helyén való keresztüláramlása, a kondenzátor kapacitásának — a fegyverzetek közötti tér dielektromos állandója megváltozásának következtében fellépő — változása révén észlelhető. A kapacitásváltozásokat jelerősítővel megnövelve visszük át a jelzőműszerre. Sebességméréskor a műszer mutatójának ezt a kitérését egyidejűleg megfelelő pontosságú stopperórával kell rögzíteni. A sebességmérés előtt a plexi cső és a párolgó vízfelszín közé egy áramlást gátló lemezt kell elhelyezni, amely a plexi cső alsó kerületével érintkezik. Sebességméréskor a lemezt eltávolítjuk. Ekkor a párolgó vízfelszínről felszabaduló vízrészek áramlása függőleges irányban a csövön keresztül megindul, amit az F u illetve később az F 2 jelű kondenzátor fegyverzetek közötti megváltozott dielektromos állandó értéke jelez a mérőműszeren. Sebességmérések Az előzőekben ismertetett mérőmódszereknek a gyakorlati alkalmazását egy sebességmérési sorozat kapR-37 % q - 24 c° 33 34 I I— 30 35 40 [t vl lC°] 45 1. ábra. Sebességmérő berendezés vázlatos elrendezése 2. ábra. összefüggés a vízpára áramlási sebessége és a párolgó vízfelszín hőmérséklete között csán vizsgáltuk meg. A vizsgálat lényegesebb szempontjai a következők voltak. Mint tudjuk, a pára áramlási sebességét több tényező befolyásolja. A feladat egyszerűsítése végett a sok változó közül minél többet már eleve célszerű kizárni. A kísérletsorozat ezért nem nyílt terepen, hanem zárt helyiségben, laboratóriumban került végrehajtásra. Ennek következtében a párolgás sebességét befolyásoló tényezőket mindössze négy paraméterre sikerült redukálnunk, éspedig: vízhőmérséklet (C v), léghőmérséklet (C|), relatív páratartalom (R%), és végül a légnyomás (H g). A sebességmérések végrehajtása alatt egyedüli változónak a párolgó vízfelszín hőmérsékletét választottuk, — amit a víz fokozatos melegítésével értünk el — s ezt a változót hoztuk összefüggésbe a pára áramlási sebességével. Mérési sorozatunk eredményeit a 2. ábrán tüntettük fel. A többi három paraméter értékeit laboratóriumi körülmények mellett a vizsgálatok alatt fix értéken tartottuk, amelyek a következők voltak: léghőmérséklet 24 C° relatív páratartalon: 37 % légnyomás 749 H g mm A pára áramlási sebessége a levegőben mint az a bemutatott ábráról kitűnik a párolgó vízfelszín hőmérsékletének emelkedésével arányosan növekszik. A mérési pontok közé befektetett görbe tendenciája mint látható összhangban van a párolgásra vonatkozó eddigi fizikai ismereteinkkel. Ugyanis, nagyobb vízhőmérséklet esetén a párolgás intenzitása is megnő. Ez a növekedés egy nagyobb páranyomás differenciát jelent a páraszegény és páradús légrétegek között. A nagyobb nyomásdifferencia pedig a különböző telítettségű légrétegeket gyorsabb páranyomás-kiegyenlítődésre készteti. Ez azonban végeredményben a vízpára áramlás meggyorsulására, azaz sebességnövekedésre vezet. IRODALOM 1. Fazekas K.: Néhány újabb vízrajzi műszerünk. (Beszámoló a VITUKI 1054. évi munkájáról) Műszaki Könyvkiadó, Bp. 1955. 188—191. 2. Németh E.: Hidrológia és Hidrometria. II. kiadás. Bp. 1959. Tankönyvkiadó. 3. Thoma F.: Szabatos vízszintészlelési módszer és annak gyakorlati alkalmazása. Hidrológiai Tájékoztató, 1965. 23—30. 4. Thoma F.: A párolgáskor keletkező vízgőz elemi részeinek tulajdonsága. Hidrológiai Tájékoztató, 1974. 40—44. 5. Thoma F.: Model Tests with Thin Sheets to Reduce Evaporation. Journal of the Irrigation and Drainage Division, Proceeding of the ASCE, Vol. 99, No. IR2, June, 1973. 117— 131. 6. Palotás L.: Mérnöki Kézikönyv. I. kötet. Műszaki könyvkiadó, Bp. 1956. 345—357. 7. Survey of humidity and moisture instrumentation. Instruments and Control Systems, 45. k. 1. sz. 1972. január, 75—78. 2,0 7,5 1,0 -(28
