Bogárdi János: A hordalékmozgás elmélete (Akadémiai Kiadó, Budapest, 1955)
Első rész: A görgetett és a lebegtetett hordalék mozgása - I. A hordalék keletkezése, mozgásának módja és a hordalék mérése
távolságban kell lennie a folyadék elhatárolásának. Ha ez a feltétel nincsen kielégítve, a részecske áramlási ellenállását nem az (lb) alatti W = 3 z n. d o> összefüggés határozza meg. A tapasztalat szerint, ha a medence vagy edény falai 2—3 cm-nél nagyobb távolságban vannak egymástól, a folyadék oldalirányú elhatárolása az ülepedés szempontjából végtelennek tekinthető. Mindez természetesen csak a Stokes-törvény érvényességi határain belül levő szemnagyságoknál áll fenn. J. S. McNown kísérletei szerint, pl. D0 átmérőjű hengeres edényben ülepedő d átmérőjű szemcsének az oldalirányú határolás következtében megnövekedett áramlási ellenállását megkapjuk, ha az áramlási ellenállásra a Stokes által megadott 3 n a d w értéket egy K tényezővel megszorozzuk. Meg kell említenünk, hogy ez a meggondolás is természetesen csak a Stokes- -törvény érvényességi határain belüli szemcsékre vonatkozik. K értéke a d és D0 viszonytól függ, Az előbbiekben említett 0,05 mm átmérőjű részecskénél, pl. 20 mm átmérőjű edény feltételezésével, K = 1,0056, vagyis az ülepedési sebesség csak rendkívül kis mértékben változik meg. A c) feltétel kielégítésénél inkább a részecskék közelsége jelent bizonyos megszorításokat. A kutatók szerint a részecskék interferenciájának, összetalálkozásának, egymásra való hatásának kiküszöbölése céljából a hordalékkoncentrációnak 2,5%-nál, vagy a hordalékmozgásnál és iilepítésnél bevezetett töménységértéknek 25 000 g/m3 töménységnél kisebbnek kell lennie. Mivel a hordaléktöménység vízfolyásainknál csak ritkán éri el a fenti határértéket, ennek a feltételnek a kielégítése sem okoz különösebb zavart. A d) feltételnek a gyakorlatban előforduló hordalékanyagok minden esetben megfelelnek, hiszen a folyadék homogén összetételéhez képest még a legkisebb leülepíthető szemnagyság is rendkívül nagynak tekinthető. Az e) feltétel teljesítésének vizsgálatánál kiderült, hogy van egy szemnagysághatár — a folyadék és a szilárd részecskék sajátságaitól függően —, amelynél nagyobb szemnagyságoknál a Stokes-törvény az elhanyagolt tehetetlenségi hatások következtében, a valósághoz képest túlnagy ülepedési sebességeket eredményez. Az erre vonatkozó vizsgálatok azt mutatják, hogy ha a folyadék víz, és a szilárd részecskék fajsúlya y1 = 2,65 g/cm3, akkor a Stokes- -törvény egészen d=0,05 mm-es szemnagyságokig szabatosan határozza meg az ülepedési sebességet. Gyakorlatilag lényegtelen elhanyagolások mellett, az ülepedési sebességet ugyancsak víz és y1 = 2,65 fajsúlyú hordalékanyagnál, egészen d = 0,08 mm-ig számíthatjuk a Sfo/ccs-törvénnyel. Ha a hordalék fajsúlyát 2,65-tel állandónak vesszük fel, akkor víznél — mivel a sűrűségnek a hőmérséklettel való változása elhanyagolható — a Stokes-törvényt az összefüggéssel fejezhetjük ki, ahol d-t mm-ben, fi-t pedig poise-okban (g sec/cm2- ben) kell behelyettesítenünk. (4) o) (cm/sec) = 0,8983^ (5) 28
