Starosolszky Ödön: Vízépítési hidraulika (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1970)
XIII. Sebességeloszlás. Határréteg. Diffúzió
ahol £ az ún. örvény diffúziós tényező, vagy másként a turbulens mozgás diffúziós tényezője (amelyre a XIII-6. Diffúzió című szakaszban még visszatérünk). Csőbeli turbulens sebességeloszlásra mutat példát a XIII-8. ábra. (A csőtengely közepén törés van a két oldal sebességeloszlása között. Ez a fizikai lehetetlenség az elmélet hibáját mutatja.) A határréteg elmélet napjainkban főként Kármán és Schlichting munkássága nyomán teljesen elterjedt és a hidro-, aero- és termodinamika alapjai közé számít. Alkalmazásával egyes vízépítési feladatok, ahol a sebességeloszlás ismerete nélkülözhetetlen, jól megoldhatók. A határrétegnek a sebességeloszlásra és a leválásokra gyakorolt hatása jelentős, ezért mérnöki szerkezetek tervezésekor is figyelembe kell venni. Erre a következőkben néhány jellemző példát mutatunk be. Bauer vizsgálatai szerint beton felületű bukóknál, surrantóknál és a turbulens határréteg a a lamináris határréteg vastagsága elhanyagolható 0,024 0,13 (13/39) közelítő képletből határozható meg, ahol x-et a folyás irányában kell mérni és A az egyenértékű abszolút érdesség. Újabb helyszíni vizsgálatok a határréteg vastagsága és a folyásirányú távolság között 's ( -0,233 — = 0.080 4 (13/40) x IA összefüggésre vezettek. A mérési pontokat, az összefüggéssel együtt a XIII-9. ábra mutatja. (A számításoknál természetesen figyelembe kell venni, hogy a vízmozgás többnyire nem egyenletes, hanem változó.) Ábrázolva a távolság függvényében a határréteg vastagságát és a vízmélységet, a két egyenes metszésvonala megadja azt a pontot, ahol a határréteg teljesen kialakult (XIII-10. ábra). A XIII-10. ábra arra az esetre készült, amikor az íves gáton a tervezési átbukási magassággal folyik át a víz. Ha az átbukás növekszik, a vízmélységet jelképező vonal eltolódik és elferdül. Különböző érdességekre elvégezve a számítást, látható, hogy az érdesség növekedése meggyorsítja a határréteg kialakulását, illetve csökkenti a határréteg kialakulásának hosszát. A turbulens határrétegnek a felületből való kilépése nagy légelragadással és a keverék következtében tekintélyes vízmélységnövekedéssel jár (lásd a 1II-8. szakaszt). Előzőekben rámutattunk, hogy leválásra csak ott kerülhet sor, ahol a nyomás növekedik, azaz lassulás van. Ha meggátoljuk a nyomásnövekedés létrejöttét, 613
