Hidrológiai tájékoztató, 1982
2. szám, október - TERÜLETI VONATKOZÁSÚ CIKKEK - Dr. Thoma Frigyes: A vízpára diffúzió állandója és annak numerikus meghatározása
A diffúzió állandó a térben kijelölt helynek is a függvénye. Mi jelen esetben a diffúzió állandót a párolgó víz feletti határréteg és az atmoszféra érintkezési pontjában — az érintkezés síkjában — kívánjuk meghatározni. E két szomszédos, különböző páratartalmú levegőrétegekre vonatkozó párakoncentráció különbségeket a AE = Ei — E (r) (6) képlettel számítottuk ki, ahol AE — a keresett párakoncentráció különbség (g/cm 3), E, — a párolgó víz feletti telített határréteg párakoncentrációja (g/cm 3), E, r ) — a telített határréteg felett elhelyezkedő normális levegőben a párakoncentráció (g/cm 3). (Ez utóbbit a hidrológiában „e"-vel is szokták jelölni.) A (6) képletben szereplő „E(r>" értéke esetünkben állandó volt, mivel az a laboratórium változatlan (állandó értéken tartott) 24°C hőmérsékletű levegőjére vonatkozott. A továbbiakban a párolgó víz feletti telített határréteg hőmérsékletét egyenlőnek vettük a párolgó víz esetenként mért, tehát különböző hőmérsékletével. A (6) képletben szereplő „E t", illetve ,,E ( R)" telítettségi páramennyiségek értékeit ismert táblázatból vettük át 15], A hat sebességértékhez tartozó „AE" párakoncentráció különbség meghatározását lépésenként a 2. táblázat tartalmazza. Számításaink folyamán az így összeállított v : AE értékpárok felhasználásával határoztuk meg a párahul3. táblázat A diffúzió állandó számított értékei r Vízhőfok Időegység alatt elpárolgott vízmennyiség V Párakoncentráció differencia Számított párakoncentráció differencia Diffúzió állandó T dN AE AE* D °C g/sec/cm 2 g/cm 3 g/cm 3 cm 2 sec1 30 33 34 37 39 40 0,00001258 0,00001570 0,00001690 0,00002080 0,00002370 0,00002510 0,00002232 0,00002761 0,00002954 0,00003594 0,00004044 0,00004304 0,0000246 0,0000276 0,0000292 0,0000337 ,,, 0,0000391 0,0000448 0,511 0,569 0,579 0,617 0,606 0,560 v [cm/s] 1. ábra. A v = f (AE) függvény / D [cm'sj / 0,75•V. 0,500=0,576 o o o 0,25CS] to T> cr cs* | ! S cr 1 <o Q tó QT | s lo I 1 7,22 ' r 1.37145 15 l 1 ' ú( 2,0 222 v [ cm/ sl 2,5 2. ábra. A diffúzió állandó számított értékei a sebesség függvényében lám [10] áramlási sebességére vonatkozó (5) képletnek eddig még ismeretlen, csak általánosan jellemzett v = 0,0496 • AE (7) függvényét. A (7) egyenlettel jellemzett sebességfüggvényt, az 1. ábrán grafikusan is ábrázoltuk. A (7) függvénykapcsolat révén állapítottuk meg az egyes mért sebességekhez tartozó legvalószínűbb AE* értékeket, amelyek a 3. táblázat negyedik oszlopában találhatók. A „D" diffúzió állandó számított értékei A fenti értékek felhasználásával hat mért sebességhez tartozó „AE*" értékekre vonatkozólag számítottuk ki a különböző „D" diffúzió tényezőket (3. táblázat). A pára áramlására vonatkozó ezen diffúzió tényezők értékeit a sebesség függvényében is felraktuk (2. ábra). Ebből látható, hogy a „D" nagysága jó közelítéssel az alábbi: 8
