Vízügyi Közlemények, 1949 (31. évfolyam)

3-4. szám - I. Dr. Bogárdi János: Lebegtetett hordalékmozgás a Tisza Záhony-rázompusztai szakaszán

Lebegtetett hordalékmozgás a Tiszán 149 telítettség tartozik, amelynél nagyobb töménység a kérdéses vízsebesség esetén nem fordulhat elő. Kisebb töménység azonban — pl. anyaghiány miatt — már lehetséges. Természetesen az egyes vízsebességeknek megfelelő telítettség — mint az alábbiakból kitűnik — elsősorban a hordalék milyenségétől függ. Képzeljünk el egy közel vízszintes csövet, amelyben vastag réteg nyugvó hordalék van, és a finom hordalékot lebegtető víz H teljes statikus nyomás mellett v

t sebességgel folyik. Ebben az esetben egy, a fenéken nyugvó hordalékszemre 1.) az önsúlya: G' — v,

2 V(y

1—y), 2.) a mozgó víz ütőerej az alulról és felülről ható statikus 2 g víznyomás, valamint 4.) a hordalékszemnek a fenékkel való érintkezésénél ható reakció-erő hat. ß jelöli a víz és a hordalékkeverék fajsúlyát, vagyis esetünkben ß > y. Ennélfogva — még ha el is tekintünk a felülről és alulról ható statikus nyomás számításánál a hordalékszem magasságából (átmérőjéből) származó különbségtől — a felülről ható statikus nyomásnál /?-val, a víz és hordalékkeverék fajsúlyával, alulról felfelé pedig a tiszta víz y fajsúlyával kell számolnunk, ami nyilvánvalóan a tiszta víz esetéhez viszonyítva azt eredményezi, hogy a felülről és alulról ható statikus nyomások eredője 0 helyett egy lefelé irányuló H(ß

—y)A nyomáskülönbség lesz. Az alulról felfelé irányuló statikus nyomásnál ugyanis, mivel a hordalékszemek közötti hézagok, amelyeken keresztül a víznyomás a hordalékszem alsó részére hat, nyilvánvalóan kisebbek, mint a hordalékszemek átmérői, a nyomás csak a tiszta víz faj súlyával számítható. A víz és hordalékkeverék ß fajsúlya, valamint a víz v

t sebessége között adott hordalékanyagnál nyilvánvalóan összefüggés áll fenn. Meghatározott értékű v

t sebességnél ß mindaddig növekedni fog, amíg olyan határeset be nem következik, amelynél a megnövekedett ß mellett a meghatározott v

t sebesség már nem képes további hordalékszemeket a fenékről lebegésbe hozni, vagy fordítva: minden meghatározott értékű víz és hordalékkeverék-fajsúly esetén a sebességet csökkentve elérkezünk egy olyan határesethez, amelynél további sebességcsökkenés esetén ß is csökkenni fog, vagyis a lebegésben lévő hordalék egy része már leülepszik. Adott ß esetén a sebesség növelésének esete természetesen érdektelen, mert ez az első esettel azonos, vagyis azonnal maga után vonja a ß növekedését is. Minden v

t sebességnél (^érkezünk tehát egy határesethez, ahol a ß már tovább nem növekedhet, ami azt jelenti, hogy a fenéken nyugvó hordalékszemek éppen a lebegés és nyugvás határállapotában vannak. Ebben az esetben is a fenék és a hordalékszem közötti súrlódási tényező / = 1, ami a 11. ábra szerint azt jelenti, hogy S ütőerő egyenlő a G' önsúly és a felülről és alulról ható statikus nyomás különbségének összegével. Ennél a határesetnél elértük a telítettségi állapotot, mert az adott v

t sebesség mellett a mozgó víz további hordalékszemeket már nem képes lebegésbe hozni és lebegésben tartani. A 11. ábra erővektorainak figyelembevétele