Vízügyi Közlemények, 1987 (69. évfolyam)

4. füzet - Mayer István: A jégtorlaszok kialakulásának hidraulikai vizsgálata

532 Mayer István 2.2. A torlaszok felvízi éle körüli nyomáseloszlások meghatározása A nyomáseloszlás elvileg meghatározható a sebességeloszlásból, tekintve, hogy súrlódásmentes esetben a sebességeloszlás és a nyomáseloszlás között közismerten egyértelmű kapcsolat áll fenn. A sebességeloszlások és a nyomáseloszlások közötti kapcsolat azonban legtöbbször közvetlen nem használható fel - mint a jelen esetben sem -, mivel általában az energiaveszteségtől nem lehet eltekinteni, ezért a tábla alatti nyomáseloszlás alakulását kísérleti úton kell meghatározni, és ennek alapján a tábla alatti leválás hatása számszerűsíthető. A torlaszok felvízi éle környezetében kialakuló nyomáseloszlásokat egy, a vizsgálat céljára készített 12 m hosszú, 0,66 m széles és 1 m magasságig állítható lefedésü szélcsatornában vizsgáltuk különböző feltételezett vízmélységekkel, jégérdességekkel és jégtáblavastagságokkal, figyelembe véve azokat a modelltörvényeket, amelyek lehetővé teszik a szélcsatornában mért nyomásértékek átvitelét a vízfolyásokban mérhető nyomásértékekre. A szélcsatornát egy 64 000 m

3/h légszállítóképességű ventilátor működtette. A mérések során a Reynolds-számot ~10

6 és ~ 10

7 értékekkel állítottuk be, hogy az áramlás a turbulencia tiszta négyzetes tartományában legyen. A nyomáseloszlások felvétele során a jégtáblát állandó keresztmetszetű, végtelenig tartó, síkáramlásba helyezett testnek tekintettük. A jégtábla az aláfordulás határhelyzetébe süllyedt állapotban volt. A jégtábla körüli nyomáseloszlás felvételét az áramlástani vizsgálatok gyakorlatában elterjedt módon végeztük, hasonlóan a repülőgépszárny profilok vagy a vízgépek lapátjai körüli nyomáseloszlások meghatározásához. így a jégtábla víz felé eső felületi pontjain nem az ott uralkodó nyomások értékeit, hanem a nyomástényezőket vettük fel. A tábla körüli leválás hatását jellemző veszteségtényező értékének meghatározására felvett p nyomástényezőket a jégtábla víz felé eső felületi pontjain uralkodó p [N/m

2] nyomásnak a testtől távol (matematikailag a végtelenben) uralkodó p

x [N/m

2] nyomástól való eltérésének, és a testtől távol (a végtelenben) uralkodó v

x sebesség dinamikus nyomásának viszonyaként tekintettük, vagyis p = (10) Q 2 A különböző táblavastagság-vízmélység arányok és jégérdességek esetén felvett nyomástényezők széles tartományban értelmezhetők az adott vízfolyáson érvényes sebességviszonyok mellett. Az aláfordulás határhelyzetébe süllyedt jégtábla vastagsága 0,086 m, a felvízmélység pedig rendre 0,26 m, 0,406 m és 0,596 m volt. így a tábla alatti vízmélység 0,174 m, 0,32 m és 0,51 m volt. A vizsgált táblák abszolút érdessége k= 0,5 mm; 8 mm és 20 mm volt (

Mayer 1981). Tekintve, hogy ideális folyadékban a Bernoulli-egyenlet szerint, ha a Qgh tag változása elhanyagolható, a ^ v

2 +p = const alapján :