Hidrológiai Közlöny 1970 (50. évfolyam)
11. szám - Dr. Starosolszky Ödön: A hőátadás összefüggéseinek alkalmazása vízfolyásokra
490 Hidrológiai Közlöny 1970. 11. sz. Dr. Starosolszky ö.: A hőátadás összefüggései hatás zöme a jégen keresztül éri a vizet, felső részén hőmérsékleti határréteg lehet, amely azonban jóval kisebb, mint a A esetben — a jég szigetelő hatása következtében. Eltérés van tehát mind a mozgási, mind a hőmérsékleti határfeltételekben. Legközelebb áll egymáshoz a B és a & 2 eset. Jelentős turbulencia esetén és ha a jégfelület nem túl sima, a termodinamikai megoldás teljesen érvényesnek tekinthető a prizmatikus medrekben és alkalmazható az előzőekben ismertettek szerint szabálytalan medrekre is, a hosszmenti hőmérsékletváltozás számítására. (Ezért is foglalkoztunk ezzel az esettel bővebben és adjuk közre a 6. ábrát éppen P=14 Prandtl szám esetére.) Az A és az a eset közti eltérés hatása akkor jelentős, ha a turbulencia kicsi. Ha a szelvényen belül a sebességeloszlás elég egyenletes, és nincs jelentős szélmozgás (azaz konvekció), továbbá a felszíni hőhatás uralkodó a súrlódási hőhöz képest, a szelvényközépfokok hossz-szelvény menti alakulását nem befolyásolja jelentősen, hogy a súrlódás alulról, míg a hőfokváltozás felülről hat és, hogy a legnagyobb sebesség nem teljesen a felszínen alakul ki. így az a eset tulajdonképpen az A szélső értékének tekinthető, amely a hossz-szelvény mentén a leglassúbb hőmérsékletváltozást adja meg. Ilyen értelemben a kásajégképződés és túlhűlés legkedvezőbb esetét szolgáltatja, míg hűlési folyamatoknál (hőszenynyezés beeresztésénél) a legkezdvezőtlenebb esetet adja meg. Tájékoztató jellegű számításokra tehát nyílt felszín esetén a turbulens határréteg, (a eset) zárt szelvény esetén pedig az aszimmetrikusan fűtött (hűtött) lemezpár közti áramlás vehető figyelembe. Széles prizmatikus medreknél valószínűleg a számított értékek igen jól egyeznek a valósággal. Erősen változó medrek esetén a diffúziós tényező helyi változása, amelyet az oldalhatások és keresztáramlások erősen befolyásolnak, olyan erős hatással lehet, hogy az összefüggések érvényességét veszélyezteti. Ilyen esetben a helyi diffúziós tényező megmérése révén és alapvető differenciál egyenletek differencia egyenletként való alkalmazásával juthatunk célhoz. A turbulens diffúziós tényező csak nagyobb lehet, mint a szabályos szelvényekben feltételezett, ami megint arra a következtetésre vezet, hogy a termodinamikai összefüggésekkel meghatározott, hőfokváltozás a leglassúbb folyamatot írja le, azaz ilyen értelemben is szélső értéket ad meg. A termodinamika összefüggéseinek érvényességét mesterséges szelvényekben számosan ellenőrizték, természetes vízfolyásokban való alkalmazásuk feltételeinek szabatos tisztázása azonban még a jövőbeni kiUatások feladata. Függelék A tanulmányban a termodinamika következő dimenziónélküli számait alkalmaztuk: 11/ T» v Prandtl szam: r = = — K oc ahol n a viszkozitás, c a fajhő és k a hővezetési tényező, illetve v a kinematikus viszkozitás és a a molekuláris hődiffúziós tényező. CLOC Nusselt-szám: N = -jtC ahol a az a; hosszon a hőátadási tényező és k a hővezetés. N Stanton szám: St — ahol R = — az u sebességű áramlásra jellemző Reynolds szám az x hosszra vonatkoztatva. IRODALOM [1] Kay I. M.: An introduction to fluid mechanics and heat transfer. Cambridge, University Press. 2nd Edition, 1963. [2] Oröber—Elk—Grigell: Die Grundsátze der Wármeübertragung. Springer Verlag, Berlin, 1963, 3. Ausgabe. [3] Kays \V. M.: Convective heat and inass transfer. MeGraw Hill, New York, 1966. [4] Eckert E. 11. G.—Gross J. F.: Heat and mass transfer. MeGraw Hill, New York, 1963. [5] Schlichting H.: Boundary layer theory (Fourth Edition). NeGraw Hill, New York, 1960. [60] Kreith F.: Principles of heat transfer. (Second Edition). International Textbook Company, Senaution, Penns., 1967. [7] Starosolszky Ö.: A folyadék-, hő- és anyagmozgás összefüggései. Jelentés a norvégiai tanulmányútról. 1968. [8] Devik O.: Thermisehe und dynamische Bedingungen der Eisbildung in VV'asserláufen auf norwegische Vorháltnisse angewandt. Geofisiske Publikasjoner, Oslo, 1933. Vol. IX. p. 1—100. [9] Yakuwa I.: The relationship between the diurnal variation of water temperature and the hydrodynamical properties of flow. Bulletin of the Faculty of Engineering, Hokkaido University, No. 30. [I0J Starosolszky Ö.: A jég a vízépítésben. (Jelentés a norvégiai tanulmányútról. 1968.) VITUKI Tanulmányok és kutatási eredmények. 1970. [11] Starosolszky Ö.: Diffúzió és Diszperzió a vízépítési hidraulikában. (Jelentós a norvégiai tanulmányútról, 1968.) Magyar Tudomány, 1970. npHMeHeHiie B3anM0CBjt3eií TeiuionepeflaiH K BOAOTOKaM JJ-p UlmapomoMKU, 9. KaHflHflaT TexHHMecidix Hayic B TepMOflHHaMHKe pemeiibi 3aAami renjionepeAami ujui BbinojiHcmifl TpeőOBauHH MaimmocTpoeHiifl U XHMHH, AJIÍI jiaMiiHapHbix it rypőyjieHTHbix TCHCHHÍÍ B 3aKpi>iTbix cciemiflx II rpamiMHbix CJIOHX coeMecmiibiM npuMenenueM ypaeneiiuü Hepa3pbienocmu, deuxceuuH u snepeuu. npuAteneHue e euápomexnuKe conpoBow/iaeTCfl onpe«ejieHHbiMH TpyAHOCTíiMii n3-3a yweTa nenpaBiuibHOCTii pacnpe,se.neHHfl CKOPOCTH H rpamiHHbix ycjioBuií n ii3MeHeHHH (JiaKTopa TypöyjieHTnoü Au<t'4 )y3H H- íl JIÍ I ri-i/ipoTexnmiecKoro npiiMeHeHi-iji npueodnu peutenun mypőyAewnhoü MuöKoemu u menAonepedaia e 3aKpumoM cenenuu um juenedy deyMH nAacmimaMU, c HeKomopbiMU TEKHMH npeAnoJio>KeHHíiMH, o BbiriOJiHeHHH K0T0pbix HY>KHO yőeAIITCH npii 3aaaHHbix sa^a^ax. ÜOJIHOCTbK) BbI(j)OpMHpOBaHHyiO, B Tpyö0np0B0,uax, TenjionepeAany onmueT ypaBHemie (1), a xapaKTepHoe titcjio Hyccejm .MOweT öbiTb onpe«ejieHo c ypaBneniie.M (3) (puc. 2). ECJIII BJiníiHite Ten/ia 0Ka3biBaeTC>i TOJU>KO Ha OAHOÍÍ cTopoHe, TO paciipeAejienite PA3YWEETCH HCKa»caeTcn. IlpoxojKAeHiie ii3MeHeHHH TeMiieparypbi no HanpaBJteHHtO 0CH OIIHUieTCÍI ypaBHeHUHMII (6)—(11). flOJlHOCTblO BbicftopMiipoBanHoe pacnpeAeJiemie TeriJta owiiAaeTCfl
