György István (szerk.): Vízügyi létesítmények kézikönyve (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1974)
I. Alapok
VÍZÜGYI LÉTESÍTMÉNYEK KÉZIKÖNYVE 1-59 1-34. táblázat Néhány gyakrabban előforduló hidromechanikai mennyiség átszámítási tényezője a Fronde-szám érvényessége esetén A mennyiség megnevezése Átszámítási tényező Az átszámítási tényező értéke, ha a kisminta méretaránya 1:25 1:100 Együttható, viszonyszám, esés A° 1 1 Idő, sebesség A0-5 5 10 Hosszak (szélesség, vízmélység, magasságok) A 25 102 Az egységnyi szélességre vonatkozó vízhozam AM 125 103 Terület A2 625 104 Vízhozam AM 3 125 106 Térfogat, köbtartalom, víz- mennyiség, súly, tömeg A3 15 625 106 Teljesítmény A3-6 78 125 107 Nyomaték, energia A4 390 625 108 A hidromechanikai gyakorlatban gyakrabban használatos analógiák a szivárgási és az elektromos, a szivárgási és bizonyos szilárdságtani, a szivárgási és bizonyos lamináris, a turbulens és bizonyos lamináris, a csőhálózatokban lejátszódó és egyes elektromos jelenségek közötti analógia. A hidromechanikai kisminták főbb típusai. A jelenségek rokonsági kapcsolata és ezen kapcsolat alapján az invariáns mennyiségcsoportok alkalmazása az elve a vízzel működő, hagyományos hidromechanikai kismintáknak. Ezek közé tartoznak a műtárgyak, a létesítmények kismintái, a folyószabályozási kisminták, a vízzel működő szivárgási kisminták. Ugyancsak a jelenségek — adott esetben a szilárdságtani jelenségek — rokonsági kapcsolatának elvén alapulnak a vízépítésben használt szilárdságtani kisminták is. Az analógiák elvén működnek a szivárgási folyamatok elektromos megfelelői. Ezekben a szivárgási tartománynak (a szemcsés kőzetnek) elektrolit felel meg, a szivárgást létrehozó hidraulikai potenciálkülönbséget elektromos potenciálkülönbség helyettesíti. Ezek a kisminták többek között töltések testében és környezetében, kutak térségében, duzzasztóművek, szádfalak, munkagödrök, szivárgók körüli talajokban lejátszódó szivárgásokat jellemző mennyiségek, elsősorban az áram- és a potenciálvonalak meghatározására alkalmasak. Használhatók síkáramlással, valamint térbeli mozgással összefüggő feladatok megoldására is. Az ún. membránkisminták a kutak környezetében szivattyúzáskor érvényesülő vízfelszín-alakulás analóg megfelelői. A szivárgó víz leszívási felületének a szélein megfeszített, a kút helyének megfelelő helyen megterhelt rugalmas membrán felel meg. A rétegkisminták (a résmodellek, a Hele—Shaw- modellek) működésének elméleti alapja a szivárgó-, valamint a két síklap közötti vékony rétegben laminárisán mozgó viszkózus folyadék — rendszerint glicerin, ritkábban olaj, víz — mozgása közötti analógia. Csak síkáramlással összefüggő hidromechanikai kérdések (szivárgási feladatok) megoldására alkalmas. Alkalmazzák a hidromechanikai laboratóriumi gyakorlatban a csőhálózatok elektromos analóg megfelelőit is. Segítségükkel a hálózatokban meghatározott üzemi — vízkivételi, vízbevezetési — viszonyok között érvényesülő nyomások és vízhozamok határozhatók meg. A vízfolyásokban lejátszódó természetbeli turbulens vízmozgások lamináris megfelelői (kicsinyített másai) az áramvonalak alakulásának meghatározását teszik lehetővé. Az ilyen kismintákban keletkező sebességek nagyságát rendszerint úgy határozzák meg, hogy a kismintán víz helyett levegőt áramoltatnak át. A víz helyett levegővel működő kisminták használatakor a kismintákat a vízszintnek megfelelő helyen átlátszó lemezzel (üveggel, plexiüveggel) lefedik és a sebességek irányát füstnek, szikrának az áramlási térbe juttatásával, a sebességek nagyságát a lefedő lemez furatain át bebocsátott szondával mérik. Az ilyen kisminták a nem permanens vízmozgással összefüggő feladatok megoldására nem alkalmasak. A szilárdságtani kisminták használatának elméleti alapjai a fizikai jelenségek rokonsági kapcsolata. A kismintavizsgálatok előkészítése. A kisminták lényegüket tekintve a mérnökök számítógépei. Éppúgy egyenletek megoldásának megkeresését teszik lehetővé, mint a mindennapi szóhasználat szerint számítógépeknek nevezett berendezések. A kisminták működését, a kisminták alkalmazásával végzett vizsgálatokat éppúgy elő kell készí75
