Hidrológiai Közlöny 1963 (43. évfolyam)

4. szám - Szalay Miklós: Az esőztető szórófejek vízsugárballisztikája

Szal .y M.: Az esőztető szórófejek Hidrológiai Közlöny 1963. 4. sz. 325 sugara a-,—], külső sugara pedig .r,. Egy ilyen körgyűrűié vonatk ozóan h

i(xf~x^

})n = Ap,Q, (6) ahol Api a d = d(.r) függvény (n—.r,-,) tartományába eső eseppnagyságok súly szerinti hányadát jelenti (3. ábra). Ha a felosztást úgy végezzük, hogy n egyenlő területű körgyűrűt kapjunk, akkor égy ilyen gyűrű területe : P2 Fi= (*? — a£.i) »• = -—, (V) amiből arf-íL, =-. (8) n Ez utóbbi értéket a (6) egyenletbe helyettesítve: n-Q H = /e

2 Api. = —- hí = f Q = <? IJApj = Q, (10) E képlet alapján az egyes körgyűrűk súlyvonalába eső /(, csapadék magasság könnyen meghatározható, s így a h = h(x) csapadékeloszlás is. A teljes beszórt területre vonatkozóan : n ami számítási ellenőrzésül szolgál. Természetesen rá kell azonban mutatnunk arra, hogy a fenti levezetés csupán egyetlen fúvóka esetére és akkor érvényes, ha a vízsugár elé rugós ütközőlap, vagy más, a szórófej forgatását végző alkatrész nem kerül. A vízsugár útjába eső szilárd akadályok a csepp pályáját és nagyságát többnyire periodikusan befolyásolják ós e hatások elméleti úton történő nyomonkövetése egyelőre még komoly nehézségekbe ütközik. Levezetésünkben még egy körülménnyel nem vetettünk számot, nevezetesen azzal, hogy — forgó permetezők esetében — a vízsugárra a centrifugális erő is hat. ami a cseppek pályáját végeredményben térgörbévé alakítja át. Ennek következtében a cseppek földetérési helye valamivel közelebb kerül a szórófejhez, mintáz a ballisztikai alapegyenletekből kiadódik. Ezt a kérdést tovább bonyolítja az a körülmény, hogy számos szórófejtípus esetében a körforgás szakaszos, tehát a vízsugárra is csak szakaszosan — mégpedig Változó értékű centrifugális gyorsulás mellett — hat a centrifugális erő. Ez a probléma elméletileg jól megközelíthető ugyan, de a szabatos levezetéssel elérhető módosítás mértéke valószínűen gyakorlatilag elhanyagolható s ezért most nem foglalkozunk vele. A szórófejek három-, ill. négyszögű hálózatban történő elhelyezése — amint arra Lipták [3] különleges nyomatékkal mutatott rá — a minél egyenletesebb csapadékborítás érdekében sajátos követelményeket támaszt a h = li(:r) görbék iránt. Ezeket a görbéket befolyásolhatjuk : 1. a fúvóka méretével, szájnyílásával és ezen keresztül a cseppek nagyság szerinti eloszlásával ; 2. a kilépési sebességgel, ami szintén a cseppek szemeloszlását befolyásolja ; 3. a fúvóka hajlásszögével ; 4. segédfúvóka alkalmazásával ; •5. egyéb módokon (pl. sugárbontással). A fenti meggondolások az 1 - 4 alatti tényezők elméleti úton történő számításba vételére nyújtanak módot, ami által sok idő- és költségigényes kísérleti és mérési munka takarítható«neg. A röppálya magassága A szélhatás csökkentése érdekében tudvalevően bizonyos szórófejeket lapos (7 12°) hajlásszöggel készítenek. így érdekelhet bennünket a permet röppályájának legnagyobb magassága is, amit az előző eredmények felhasználásával egyszerűen számítható. A (2b) egyenletet az idő szerint differenciálva kapjuk a sebesség függőleges összetevőjét : ejy <1/ = v„ = (ii) amelynek v

y — 0 értékéhez tartozó Im ideje szolgáltatja a röppálya tetőpontjának eléréséhez szíik séges időt : m m In c m ÍJ -- Ezt az értéket a (2b) egyenletbe helyettesítve, a röppálya tetőpontjának magassága : m y m = — v

0 ;i3) Minthogy a kiszórt permetben előforduló legnagyobb csepp jut el a legmagasabbra és legtávolabbra, a vizsgálatot elegendő a dm&x cseppátmérőre elvégezni. A 4. ábra a v

o

y függőleges kezdősebesség és a cseppnagyságtól függő m/c jellemző függvényében adja meg a röppáiya-tetőpont magasságát (yiu)A légüres térben történő mozgással való összehasonlítás érdekében feltüntettük az utóbbi esetre érvényes, a cseppnagyságtól független ijm — vl

v/2g értékét is. Látható, hogy a cseppátmérő növekedtével egyre jobban megközelíti a mozgás a vákuumban elérhető állapotot, viszont az esőSzerű öntözés szempontjából leginkább számottevő tartományban a tetőpont magassága több nagyságrenddel marad alatta a vákuumban elérhető értéknek. 3 í 5 í 7 SS 10 15 20 30 40 50 10 100 150 700 300 400500 1000 röppálya tetőpontjának mogassátjo, y

n fem] 4. ábra. Grafikon a röppálya tetőpontmagasságának meghatározásához Abb. I. Diagramm zur Bestimmung der Seheitelpunkthöhr. der Flitgbahn Fig. 4. Diagram for determining the peak of trajectory