Starosolszky Ödön: Vízépítési hidraulika (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1970)
XIII. Sebességeloszlás. Határréteg. Diffúzió
feltételezése esetén is mai napig ellentmondásosak a diffúziós tényező eloszlásáról felállított elméletek. A mozgás-, hő- és anyagátvitelt leíró alapvető összefüggések szoros hasonlósága azt mutatja, hogy a három folyamat turbulens diffúziós tényezője nagyjából azonos. Egyes vizsgálatok azonban azt mutatják, hogy a diffúziós tényező 20 ... 40%-kal is eltér a mozgásdiffúziós tényezőtől. A gyakorlatban azonban valószínűleg még sokáig meg kell elégednünk azzal a feltételezéssel, hogy a három tényező egyenlő és örülnünk kell, ha az egyik megállapítása lehetséges. A mozgásmennyiség diffúziójának értelmezéséhez vizsgáljunk egy síkbeli áramlást. A Reynolds-feszültségek a x = —qu'v', ahol u' és v' a fluktuációs tagok x, illetve y irányban. Az áramlás gradiens irányú diffúziója következtében dw dw r = _QUV =rj_- = 6É_y} ahol £ a kinematikai és i| a dinamikai örvényviszkozitás. Az eredő csúsztató feszültség . . dü . . dw T = Tm + Tt = 0* + f/)-j- = e(v + e)^, ahol v a kinematikai és n a dinamikai molekuláris viszkozitás, vagy más szóval a mozgásra vonatkozó molekuláris diffúziós tényező, amely szintén a folyadék anyagállandója. Ha az áramlás lamináris, v az uralkodó. Az átmeneti tartományban mindkét tényező jelentős, míg a turbulens tartományban e szerepe a döntő. Teljesen hasonló az anyagátadás jelensége is, ahol skalár mennyiségekkel dolgozunk, mert a töménység fogalmát vezettük be (az oldott vagy lebegő anyag tömege, a víz tömegéhez viszonyítva, illetve híg oldatok esetében a teljes anyag- mennyiséghez viszonyítva). Mivel a víz fajsúlyát és sűrűségét állandónak vesszük, gyakran viszonyítunk a víz térfogategységéhez is. (Fontos, hogy mindig megadjuk melyikről beszélünk, mert utóbbi esetben a koncentrációnak van dimenziója!). Az előbbiek alapján az anyagátvitel a diffúzió következtében & — — Q (Am + A) > (13/73) ahol Z>M szerepe turbulens mozgás esetén gyakran elhanyagolható, és így & = — qD, de dy' A mozgás- és az anyagátvitel turbulens diffúziós tényezőjét közelálló értékűnek tartják, de általában az anyag diffúziós tényezője (és a hődiffúziós tényező is) nagyobb, mint a mozgásdiffúziós tényező, vagyis — >1. Semleges sugárban például — ~1,4... £ £ ... 1,6 is lehet. 41* 643
