Starosolszky Ödön: Vízépítési hidraulika (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1970)
XIII. Sebességeloszlás. Határréteg. Diffúzió
Az egyes vízrészecskék ritkán haladnak egyenletes sebességgel egymással térben és időben párhuzamosan. Részben a környezeti hatásokra a sebesség nagysága és iránya hely és idő szerint változik, turbulens mozgásban lüktetésszerűen. A valóságos viszkózus folyadékokban — mint amilyen a víz is — érintőleges erők, nyírófeszültségek is felléphetnek. Ezek az érintőleges vagy súrlódási erők a folyadék adhézióját okozzák a nedvesített kerületen és ennek hatására a falfelületeken mind a normális, mind az érintőleges sebességkomponensek egyformán zérus értékűek, azaz a falon nincs csúszás (slip). 1.1. Folyadék lamináris és turbulens mozgása csőben A szabályos sebességeloszlások jellemzésére mintaként még egyszer összefoglaljuk a csőben folyó víz mozgását, amelyet részletesen már a Vili. fejezetben tárgyaltunk. A sebességeloszlás és a csúsztató feszültség közötti összefüggést lamináris mozgásra Newton állapította meg: du '/ d y’ du ahol /y a dinamikus viszkozitás, és a — a sebességgradiens az y irányban (amelyre merőleges felületen kapjuk a csúsztató feszültséget). Ennek az összefüggésnek a segítségével vezethető le permanens egyenletes vízmozgásra a Hagen—Poiseuille-törvény, amely szerint csőben lamináris mozgás esetén a sebességeloszlást a lg 4v v = 2 (A2-''2) összefüggés fejezi ki, ahol r0 a cső belső sugara és r a vizsgált pont távolsága a kereszt- metszet középpontjától. A képletből következik, hogy a maximális sebesség a cső közepén: ^ max fg_ 4v r2 "oA csúsztató feszültségek eloszlása a sebességeloszlás parabolikus jellegéből következően lineáris: gl T= 2^’ a középsebesség az energiavonal esésének első hatványával arányos: „ _ lS _2 Ví ~ 8v r°~ A kinetikai energia a diszperziós tényezője és a — viszony egyaránt 2,0. A lami- náris mozgás mindig örvényes. A szögsebesség lg „ a> 4v 601
