Vízügyi Közlemények, 1988 (70. évfolyam)
1. füzet - Wajandt János: A vízmintavételezés továbbfejlesztése a Tisza középső szakaszán
122 Hankó Zoltán Visszatérve a lényegi kérdésre: a nagyobb szemcséknek a vitathatatlan „leárnyékoló" hatása mellett van a kisebb szemcsék megindulását elősegítő hatása is. Keverék esetén a legnagyobb szemcsék mérete elérheti, sőt meghaladhatja a lamináris határréteg vastagságát; ezáltal felszakítja azt a burkoló réteget, amely bizonyos „védettséget" jelentett a hordalék szemeknek, s a turbulens vízmozgás pulzációs hatásainak érvényesülése előtt szabaddá vált az út. Másik mérlegelendő szempont lehet, hogy a leárnyékoló nagyobb szemekről vízszintes tengelyű hengerek és függőleges tengelyű örvények válnak le. Ez a leválás periodikus és a szemcsétől alvíz felé helyi, periodikusan lüktető sebességés nyomásingadozást okoznak. Ez a lüktetés a leárnyékolt kisebb szemcse kimozdulását megkönnyíti. Ez a lüktetés kialakulhat a lamináris hatérrétegen belül is, s így ilyen esetben is hozzájárulhat a kisebb szemcsefrakciók megindulásához, a lamináris határréteg felszakadásához. Teljesen ellentmondásosnak tűnik a helyzet a kisebb szemcséknek a nagyobb szemcsékre gyakorolt hatását illetően heterogén szemszerkezetű anyag esetén. A Szerző 2. ábrája, amelyet az irodalmi adatok feldolgozása nyomán szerkesztett, azt sugallja, hogy a kisebb szemcsék jelenléte a nagyobb szemcsék megindulását előmozdítja, segíti. A Szerző saját vizsgálatai (4. ábra) egyértelműen ennek ellenkezőjét tanúsítják, csak a késleltetve kimozdulás mértékében van különbség, a szemeloszlási görbe szórásának függvényében. De itt is más hatásoknak is érvényesülniök kell. Homok (A jelű keverék) esetén ugyanis a késleltetés általában nő a keverék szórásának növekedésével, míg kavics (C jelű keverék) esetén fordítva: a szórás növekedése csökkenti a késleltetést (а В jelű homokos-kavics keverék esetén semmi szabályosság nem tűnik ki). Ez az ellentmondásosság további figyelembe nem vett és ezért nem értékelt hatások befolyását rejti magában. Ilyen lehet pl. a nagyobb szemekről periodikusan leváló örvények hatása, amit már a korábbiakban említettünk. Ha a nagyobb szemcse alvízi oldaláról a kisebb szemcsék már kimozdultak, akkor gyengül a nagyobb szemcse megtámasztása és így az könnyebben megindulhat. Vagy apadó ágon egyre finomabb szemcsék kiülepedésével kialakul a finom szemcsékből egy összefüggő takaró, ami a nagyobb szemcséket is befedi. Elegendően finom szemcse esetén a takaróban kohéziós erők is ébredhetnek, s így a takaró felszakításához egy jelentékenyebb áradás válhat szükségessé. A Szerző 4. ábrája, a saját vizsgálatainak összegzése azt sugallja, hogy a heterogén szemösszetétel alapvető hatása a késleltetve kimozdulás, tehát az az alapvető sajátosság, amit elsőként említettem. Minden egyéb hatás ezen belüli módosolásokat okoz. Ezek közül a hatások közül úgy vélem, a Szerző helyesen választotta ki a heterogenitást jellemző szórást (geometriai paraméter ; a jellemző szemátmérő, a d í mellett) és a lamináris határréteg vastagsága és a jellemző szemátmérő viszonyát (hidraulikus paraméter). Legalább egy további lényeges paraméter azonban még hiányzik; s ez feltehetően a turbulens vízmozgás legfőbb jellegzetessége : a turbulens pulzáció (a nagyobb szemcsék kapcsán, a leváló örvények következtében előálló periodikus lüktetés is tulajdonképpen egyik forrása a turbulens pulzációnak). Természetes vízfolyások esetén szerepe lehet a vízmozgás áradó-apadó jellegének is, stb. A heterogén szemösszetétel jellemzői: d g és o d, valamint a lamináris határréteg vastagsága : ô' kiválasztásának helyességét a vízáramlás ellenállási viszonyainak jellemzésére szolgáló összefüggés elemzésével is igazolni lehet. Csővezetékben áramló folyadék súrlódási ellenállásának számítására az 1930-as években született a Colebrook- White összefüggés, amely felöleli a tubulens áramlás teljes tartományát (tiszta turbulens négyzetes, a turbulens átmeneti és a turbulens hidraulikailag sima).
