Hidrológiai Közlöny 1960 (40. évfolyam)
5. szám - Ivicsics L.: Hidromechanikai feladatok megoldása rétegkisminták segítségével
Ivicsics L.: Hidromechanikai feladatok megoldása réteg kismintákkal Hidrológiai Közlöny 1960. 5. sz. 359 A réteg-kisminták alkalmazása A vékony rétegben lejátszódó vízmozgás megvalósítására és az áramképek meghatározására számos szellemes berendezést szerkesztettek. Egy ilyen készülék vázlatát a 2. ábrán láthatjuk. A két síklap, amely között a folyadék mozog, rendszerint üveglemez. Ezeknek síkra csiszoltaknak és olyan vastagoknak kell lenniök, hogy használat közben alakjukat ne változtassák. A lemezeket rendszerint fém- vagy fakeretbe foglalják. Távolságukat általában 0,1H-2,0 mm-re választják. A lemezek között nagyobb rétegvastagság esetén glicerin vagy más, nagy viszkozitású folyadék, kisebb, 0,1-h0,3 mm rétegvastagság esetén víz áramlik. A két lemez közötti teret azokon a helyeken, ahol szivárgó vízmozgás esetén vizet át nem eresztő anyag van, folyadékot át nem eresztő anyaggal teljesen kitöltik. A síklemezek két vége egy-egy szélesebb térhez csatlakozik. A folyadék bevezetése az egyik, kivezetése a másik oldalon történik. A bevezetési oldalon valamilyen adagolóedény vagy adagolókészülék, a kivezetési oldalon vízszintszabályozó van elhelyezve. Az áramvonalakat festéssel tehetjük láthatóvá. A festésnek többféle megoldását alkalmazzák. Szokás vékony, lyuggatott csővel beadagolni a festőanyagot. Günther E. [4] az elektromos úton történő festési módszert is alkalmazta. Festőanyagul rendszerint valamilyen anilinfestéket vagy lúgos folyadékot és fenolftaleint használnak. Az elektromos úton történő festésnél nincsen szükség festékbevezető csőre. Az áramvonal kiindulási helyén vékony drót merül a kísérleti folyadékba. Ez egyenáramú áramforrás negatív pólusához van kapcsolva. A pozitív pólushoz kapcsolt drót végét tetszés szerinti helyen merítjük be. A folyadékban káliumrodanidot és ferrokloridot oldunk. A katódon az elektromos áram hatására klór válik ki. Ez az FeCl 2-t FeCl 3-má alakítja. Oldalnézet A festőanyag bevezetése - A folyadék bevezetése A folyad ék kivezetése A-A metszet V fveg_ \L yuggajott csó A folya dék kivez etése 1 2. ábra. Réteg-kisminta vázlata 0ue. 2. CxeMa ufe/teeoü ModeAü Fig. 2 Schematical drawing of a layer scale vwdel A ferriklorid a káliumrodaniddal ferrirodaniddá egyesül. Ez nagyon intenzív festőanyag. A kísérletek folyamán Günther E. 8 milliamper áramerősséget alkalmazott. Az elektromos festési módszernek nagy előnye az, hogy alkalmazásával olyan helyeken is szemléletessé tehetjük az áramvonalakat, ahova a lyuggatott csövet nem tudnánk bevezetni. Ezzel a módszerrel szép, éles áramvonalakat állíthatunk elő. A réteg-kismintát úgy alakítjuk ki, hogy a vizsgálandó szivárgási jelenséghez geometriailag hasonló legyen vagyis, hogy minden egymásnak megfelelő geometriai méretre vonatkozóan fennálljon az •£7 = A (8) egyenlet (l' a szivárgó vízmozgás geometriai jellemzője, l" ennek a réteg-kismintán mért megfelelője). A megfelelő sebességek viszonyát (a») a V' k V" = Tr = Xk (9 ) képlet alapján számíthatjuk (V' és V" az egymásnak megfelelő szivárgási és a réteg-kismintában érvényesülő sebességeket jelenti). A fajlagos szivárgási vízhozam, q' = V V, (10) a réteg-kismintán átfolyó teljes vízhozam, Q" = V" l" d. A kettő viszonya : 9' V V Q" V" l" d OCk A d (11) (12) A réteg-kisminta geometriai jellemzőit — bizonyos határok között — szabadon választhatjuk. Áteresztő-képességi együtthatóját (k r) — minthogy értéke a nehézségi gyorsuláson kívül a lemezek távolságától és a folyadék kinematikai viszkozitásától függ — a kísérleti folyadék és a rétegvastagság megválasztásával már meghatároztuk. Vannak esetek, amikor a szivárgó vízmozgás rétegzett, rétegenként különböző áteresztő-képességű talajban játszódik le. Ennek a jelenségnek is megvalósíthatjuk a réteg-kismintáját, ha a síklemezek közötti réteg vastagságát (d) a különböző áteresztő képességi együtthatóknak megfelelően választjuk meg. A d értékének változtatásával tág határok 3. ábra. A két síklap közötti réteg vastagságának változtatása különböző áteresztő-képességi együtthatójú talajrétegek mintázása esetén 0ue. 3. M3MeneHue moAiifUHbi CAOH Mexcdy deyMH RIAOCKUMU TIAACMUHAMU e CAytae ModeAupoeanuu CAoee epynma c pa3HbiMu KostpuifueHmaMu eodonpomitfaeMOcmu Fig. 3 Varying the thickness of the layer between the two planes for representing soil layers of different permeability coefficients
