Hidrológiai Közlöny 1953 (33. évfolyam)

1-2. szám - Maurer Gyula: Egy a vízöblítéses földfejtéssel kapcsolatos hidraulikai kérdés vizsgálata

Hidrológiai Közlöny 33. évf. 1953. 1—2. sz. Maurer Gy.: A vízöblítéses földfejtés hidraulikája tl kérdéssel. Valamennyi szerző egyetért abban, hogy különböző talajnemek kötöttségük szerint különböző ellenállást tanúsítanak a vízsugár bontó erejével szemben. G. T. Akimova és társainak az útépítési földmunkagépekkel foglalkozó, 1948-ban megjelent könyvében a következő adatokat találjuk: A talaj osztálya A talaj megnevezése A vízsugár nyomása a vízágyúban I. Finom homok ós laza homokliszt 2— 5 atm. II. Iszap, vályog, lösz és durva homok 5— 8 atm. III. Nehéz vályog, tömör lösz és félkövér agyag 6—12 atm. IV. Nagyon kövér agyag 10—12 atm. V. Bányakavics 12—20 atm. Minthogy a vízágyúnak a fejtés helyétől való távolsága szerint a vízsugár nyomása a levegőben megtett út alatt a szétszóródás következtében lecsökken, a fenti táblázat adatai nem teljesen egyértelműek. Pontosabban határozza meg N. D. Averin a földmunkagépek termelékenységének fokozásával foglalkozó, 1950-ben megjelent könyvében a talajnak a vízsugár ütésével szembeni törőszilárdságát: A talaj osztálya 1. 3. 4. A talaj megnevezése Homok, kohéziómentes talajok, 2. osztályúnak minősített talajok Homokliszt, könnyű iszap, könnyű lösz és általában a 3. osztályú talajok Közepes iszap, tömör homokliszt, sovány agyag, ós általában a 4. osztályú talajok Félkövér agyag, nehéz vályog, tömör lösz ós általában az 5. osztályú talajok Kövér agyag, márga, amelyek gépi lazítást igényelnek . . I A vízsugáriitéssel szembeni törési talajszilárdság kg/cm

2 0,5 1,5 2,0 3,0 4,0 összeszűkülő sugárcsőben a nyomás teljes egészében sebességgé alakul át és a talaj elérésekor a sebes vízsugár által kifejtett íitőerő gyakorolja a megbontáshoz szükséges nyomást a talajra. Vizsgáljuk meg részleteiben ennek a jelenségnek lefolyását. A vízsugár munkaképességének csökkenése A vízágyúhoz a nyomócsövön v sebességgel és p nyomással, illetőleg p—p

0 túlnyomással érkező Q vízhozam túlnyomása a vízágyú sugárcsövében átalakul sebességgé és a vízsugár v, sebességgel hagyja el a sugárcsövet. A sugárcsőből kilépő vízsugár továbbhaladása során lassan megvastagodik, ill. szétterül, keresztmetszeti t erület e megnő és a megbontandó talajfelületet már F keresztmetszeti területtel éri el, vagyis akkora területen oszlik meg a sugár ütőereje. Lényeges különbség van azonban a szétterülésnek mind az okában, mind mértékében, ha összehasonlítjuk a szabad levegőn haladó vízsugarat a víz alatt haladó sugárral. a) A szlübad levegőn haladó sugár (5. ábra) levegővel keveredik és így megvastagszik, illetve szétterül, de sebessége és vízhozama a most egyszerűség kedvéért elhanyagolt veszteségektől eltekintve változatlan marad. A sugárcsőből kilépő vízsugár sebessége a következőképpen számítható; v? _ _ v

2 ^p — po . V, = 20 y (:v — Po) 29 y Qs míg a vízhozam : Q

s = Q. A sebesség a v

s = 2 8 összefüggésből is számítható, ahol F

s a kontrahált kifolyási keresztmetszet. A vízsugár által a talajfelületre gyakorolt ütőerő: P = —

^ —, F(terület) 5. ábra. Szabad levegőn haladó vízsugár szóródása. Tehát a fenti nyomást kell a vízsugárnak a talajfelületre gyakorolnia, hogy azt ' képes legyen megbontani és elmosni. Ha a vizet vezető cső teljesen a talaj felületig tartana, akkor a szivattyú nyomása közvetlenül átadódna a talajra. Minthogy azonban a sugárcső végződése és a talaj felület között mindig bizonyos távolság van, a nyomás nem vihető át közvetlenül, hanem az a talajfelület területegységére eső nyomás pedig = P b) A víz alatt, illetve állóvizén keresztül (6. ábra) haladó vízsugár ejektor hatáshoz hasonlóan fokozatosan mind több és több vizet ragad magával útja során, miközben sebessége állandóan