Hidrológiai tájékoztató, 1981

1. szám, április - ÁLTALÁNOS VONATKOZÁSÚ CIKKEK - Thoma Frigyes: A pára áramlása függőleges csőben

P ö, O 10 </) <0 »& 4 Jt_ J '1 pt a) -h b) c) d) Jím, pl. 1 Pt ^ f) 9) 2. ábra. A páranyomás-változás egyes fázisai rolgó víz feletti légtér „pt" páranyomása lényegesen nagyobb, mint a plexicsőben levő „p

0" páranyomás, Vt>Vo (1) Fentiekből az következik, hogy a páranyomás eloszlás diagramján a zárólemez magasságában egy lépcsős csökkenés van. A zárólemez eltávolítása utáni állapot. A zárólemez eltávolítása után az egymással érintkezésbe kerülő légrétegeknek a P = P t — Vo (2) nagyságú páranyomás differenciája azt eredményezi, hogy kezdetben aránylag nagy sebességgel megindul a páranyomás különbség kiegyenlítődése. Ez a kiegyenlítődési folyamat a páramolekulák intenzív felfelé mozgásában nyilvánul meg. A páranyomás diagram lépcsős csökkenése tehát a zárólemez eltávolításával megszűnik. A lépcsős diagram a 2. b), a 2. c), illetve a 2. d) ábrákon feltüntetett, fokozatosan növekvő sugarú ívelt görbékbe megy át. Eközben a páramolekulák sebessége a plexicső alján kissé csökken. A plexicső alsó részében ugyanis egyre növekszik a páranyomás, s így a páranyomás gradiens ebben a rétegben fokozatosan csökken. Mint a 2. e) ábrán látható, a páranyomás diagram vízszint feletti pontjában az érintő egyre meredekebb lesz. Az előrehaladó párahullám eléri a tetőpontját (2. f), illetve 2. g) ábrák). Ez a „Pmax" páranyomás azután mindaddig fennmarad, amíg a párologtató edényt újra le nem takarjuk (2. h) ábra). A párolgó vízfelszín felett mindig van egy vékony — páramolekulákkal telített — „pt" páranyomással rendelkező réteg (határréteg), amit a 2. ábrának valamennyi grafikonján egy vonallal ábrázoltunk. A párahullám A plexicsőbe jutott páramolekulák felfelé mozgása folyamán egy úgynevezett „párahullám" alakul ki. A párahullám mentén a páranyomás eloszlása mintegy az árhullámképhez hasonló alakú görbével jellemezhető. Ennek a párahullámnak is van tetőző pontja, s az idő folyamán fellépő ellapulás itt is feltételezhető. Minél nagyobb a páranyomás differencia a két pont között, annál nagyobb a páramolekulák diffúziós sebessége. Ebből arra a következtetésre jutunk, hogy a párahullám elején a páramolekulák sebessége nagyobb, mint a párahullám többi részében. Ez pedig a párahullám előrehaladása közbeni meghosszabbodásához vezet. Mivel a párahullámban foglalt vízpára mennyisége állandó, a párahullám meghosszabodása csak úgy lehetséges, ha a párahullám csúcspontja — azaz a párahullámon belül a maximális relatív páratartalom értéke — a párahullám időbeni előrehaladása folyamán fokozatosan csökken. Ily módon válik érthetővé az, hogy a párahullám az előrehaladásakor bizonyos mértékig, az árhullámhoz hasonlóan, ellaposodik. A plexicsőben mért sebesség (1) valójában tehát nem a páramolekulák áramlási sebessége. A plexicsőben mért sebesség az előzőekben tárgyalt és részletesen leírt „párahullám"-nak az előrehaladási sebessége, ami az időközben fellépő tározódás miatt kisebb, mint a leggyorsabban mozgó páramolekula saját sebessésge. Az egyéb, különböző sebesség terű külső légmozgások hatásával egy későbbi cikkben kívánunk foglalkozni. Következtetések 1. A páramolekulák légmozgástól mentes, laboratóriumi körülmények között történő mozgási sebességének a meghatározására az 1. ábrán vázolt plexicsőben került sor. A párologtató edényből felszabaduló páramolekulák függőleges áramlása hasonlít a folyómederben történő árhullám levonulásához. 2. A korábbi tanulmányban (1) mért sebességek tulajdonképpen párahullám előrehaladási sebességek, melyeknek értéke a tározódás következtében a molekuláris diffúzió sebességénél valamivel kisebbek. Végül kedves kötelességünknek teszünk eleget, amikor e helyen is megköszönjük kollégánknak dr. Szigyártó Zoltánnak a számunkra nyújtott konzultációs lehetőséget és értékes észrevételeit. IRODALOM (1) Thoma F.: Eljárás a vízpára áramlási sebességénekmeghatározására. Hidrológiai Tájékotzató, 1976. 22—28. (2) Thoma F.: Párolgástani modellkísérletek. Hidrológiai Tájékoztató, 1967. november, 33—41. (3) Thoma F.: A párolgáskor keletkező vízgőz elemi részeinek tulajdonsága. Hidrológiai Tájékotzató, 1974. 40—44. 23