Bogárdi János: Vízfolyások hordalékszállítása (Akadémiai Kiadó, Budapest, 1971)
Első rész. 1. A hordalékmozgás elmélete - 1.1 A hordalék és mozgására vonatkozó vizsgálatok - 1.1.2 A hordalék és a mederanyag jellemzői
A fentiekből kitűnik, hogy a valóságban még a legcsekélyebb ülepedési mélységnél is a c) feltétel, a határtalan ülepedési mélységet illetően ki van elégítve. A Stokes-törvény idevonatkozó feltétele szerint azonban nemcsak az ülepedés irányában, hanem arra merőleges irányban is elméletileg végtelen távolságban kell lennie a folyadék elhatárolásának. Ha ez a feltétel nincsen kielégítve, a részecske áramlási ellenállását már nem az (1.1.2— 14) alatti E=2>ndnoi összefüggés határozza meg. A tapasztalat szerint, ha a medence vagy edény falai 2 — 3 cm-nél nagyobb távolságban vannak egymástól, a folyadék oldalirányú elhatárolása az ülepedés szempontjából végtelennek tekinthető. Mindez természetesen csak a SVokeí-törvény érvényességi határain belül levő szemnagyságoknál áll fenn. McNown, J. S. kísérletei szerint pl. a D0 átmérőjű hengeres edényben ülepedő d átmérőjű szemcsének az oldalirányú határolás következtében megnövekedett áramlási ellenállását megkapjuk, ha az áramlási ellenállásra a Stokes által megadott 3rafytö értéket egy K tényezővel megszorozzuk. Meg kell említenünk, hogy ez a meggondolás is természetesen csak a Atokeí-törvény érvényességi határain belüli szemcsékre vonatkozik. K értéke a d és a Du viszonytól függ: Figyelembe véve az (1.1.2—14) — (1.1.2—16) összefüggéseket, nyilvánvaló» hogy az ülepedés irányára merőleges irányban végtelen kiterjedésnél fellépő <w és a D0 átmérőjű hengerben ülepedő d részecske a>D ülepedési sebességének aránya a K tényezővel egyenlő, vagyis Az előbbiekben említett 0,05 mm átmérőjű részecskénél, pl. 20 mm átmérőjű edény feltételezésével, K = 1,0056, vagyis az ülepedési sebesség csak rendkívül kis mértékben változik meg. A d) feltételnek a gyakorlatban előforduló hordalékanyagok minden esetben megfelelnek, hiszen a folyadék homogén összetételéhez képest még a legkisebb leülepíthető szemnagyság is rendkívül nagynak tekinthető. Az e) feltétel teljesítésének vizsgálata során kiderült, hogy van egy szemnagysághatár — a folyadék és a szilárd részecskék sajátságaitól függően —, amelynél nagyobb szemnagyságoknál a Síokes-törvény az elhanyagolt tehetetlenségi hatások következtében, a valósághoz képest túl nagy ülepedési sebességeket eredményez. Az erre vonatkozó vizsgálatok azt mutatják, hogy ha a folyadék víz, és a szilárd részecskék fajsúlya = 2,65 [p/cm3], akkor a Stokes-törvény egészen a d = 0,05 mm-es szemnagyságig szabatosan határozza meg az ülepedési sebességet. Gyakorlatilag lényegtelen elhanyagolások mellett az ülepedési sebességet, ugyancsak víz esetében és yx = 2,65 [p/cm3] fajsúlyú hordalékanyagnál, egészen a d = 0,08 mm-ig számíthatjuk a Síoker-törvénnyel. 54
