Kovács György: Talajvízkérdések a mezőgazdasági vízgazdálkodásban (Tankönyvkiadó, Budapest, 1972)

1. rész. Általános alapismeretek - 1.1 A két és a háromfázisú szivárgás jellemzése

1. Rész

ÁLTALÁNOS ALAPISMERETEK

1.1 A KÉT ÉS A HÁROMFÁZISÚ SZIVÁRGÁS JELLEMZÉSE

Minden szivárgási vizsgálatnak alapja a szemcsékkel kitöltött porózus közeg áramlási ellenállásának meghatározása- Vizsgálnunk kell, hogy ez az ellenállás, illetőleg az ezt kifejezésre juttató szivárgási tényező miként függ a réteget felépítő halmaz szemcséinek nagyságától, alakjától, a réteg tömörségétől, az áramlás jellegétől, végül attól, hogy a pórusok teljesen vízzel kitöltöttek-e vagy azok részben levegőt is tartalmaznak, korlátozva igy ott a viz mozgását (két- és háromfázisú szivárgás).

Newton axiómái szerint egyenletes mozgás csak akkor alakul ki, ha a gyorsító és az ellenállást adó erők egyensúlyban vannak. Feltételezhetjük, hogy kétfázisú szivárgás esetében a gravitáció (G) a mozgást fenntartó egyetlen erő, minthogy a többi gyorsító erő általában elhanyagolható, (pl. a gőz- és gáznyomás a mély rétegekben) vagy azok a gravitáció kiegészítő részeként figyelembe vehetők (pl. rétegnyomás). Az ellenállást kifejtő erők közül három lehet jelentős a kétfázisú szivárgás vizsgálata során: a tehetetlenségi erő (T), a súrlódás (S), továbbá a szemcsék és a viz között fellépő molekuláris erők (E). A mozgást befolyásoló fékezőerők egymáshoz viszonyított aránya meghatározza a szivárgás típusát, az érvényességi tartományok közötti határokat pedig olyan dimenziónélküli számok meghatározott értékeinek alakjában adhatjuk meg, amelyeket az elhanyagolt és a figyelembe vett fékező erők hányadosaként számíthatunk.

Az elmondottak alapján a kétfázisú szivárgást négy főcsoportba oszthatjuk.

Ezek közül azonban egyet — a turbulens és a lamináris mozgás közötti átmeneti zónát - tovább kell osztanunk két alcsoportra, ezért végül öt típust kell jellemeznünk:

— turbulens szivárgás: csupán egy fékező erő befolyásolja, a tehetetlenség; érvényességi tartománya 1000 < Re^ ;

— második átmeneti tartomány: a fékező erők közül kettő domináns, a tehetetlenség és a súrlódás, az első szerepe azonban fontosabb, mint az utóbbié; ez a típus érvényes, ha 100 < Re 1000 ;

— első átmeneti tartomány: a fő fékező erő most is a tehetetlenség és a súrlódás, azonban az utóbbi nagyobb jelentőségű; az érvényességi tartományion Re^ n. 100 ;- 9 -