Starosolszky Ödön: Vízépítési hidraulika (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1970)

XIII. Sebességeloszlás. Határréteg. Diffúzió

ahol a vesszővel jelölt vízmélységek a vízugrást követő mélységet jelölik, a Fr' pedig a sűrűségi Froude-szám. Második eset az úgynevezett fordított vízugrás.

A nem permanens változó rétegzett áramlásra példa a zsilipek nyitásakor kialakuló vízcsere, midőn a sűrűbb réteg alul, befelé, a hígabb réteg felül, kifelé áramlik. Közelítő számításokra a sűrűségi lökéshullámokra a

v — 0,45 yg'h (13/55)

képletet ajánlják. Dagály nélküli tengervíz-lökéshullám behatolására Keulegan ä.jv = 0,57(/g/; képletet ajánlja.

ho\ —a 2

Norma/

i

J

—* 1

k

—— uz

V2

\h z

Fordított

[úíW.'

XUl-33. ábra. Vizugrás rétegzett áramlásban

A hosszú magános hullám terjedésében a közelítő levezetések szerint igen fontos szerepet tölt be a két réteg relatív vastagsága. Ha h2 < h±, a hullám pozitív, míg /72 =- /íj. esetében a hullám fordított, azaz a amplitúdójú negatív. A c0 terjedési sebesség a

2

£o

ghj hAßj-Qi)

(lh + h2)g2 „

1 +

/?i ho

M2 ö

képlettel számítható. A hullám profilja az

ty = űsech2

fi

>h ~ a

1/2

X

(2

h 1 hí

~íh.

függvénnyel írható le.

A két réteg közötti keveredés jellemzésére Keulegan vezette be a

Vjg' = 1

Ali (Fr'2)°-h,

(13/56)

viszonyszámot, ahol Av az alsó rétegnek a felsőhöz viszonyított sebessége. A K keveredési jellemző tulajdonképpen az alsó rétegre vonatkozó Froude-szám négyzetének és a Reynolds-számnak a szorzatával fordítva arányos. Ha K>KC, akkor nincs keveredés. Kc értékére az US Bureau of Standards

lamináris áramlás esetére K = J^ .

Re2

turbulens áramlás esetére Kc = 0,18 értéket ad meg, a kettő közti határt Re2 = 1000-nek véve fel.

A vízkivétel rétegzett víztérből újabb érdekes gyakorlati problémákat vet fel. A vízkivétel helyének helyes megválasztása ugyanis döntő lehet arra nézve, hogy melyik rétegből kerül sor a vízkivételre (pl. hűtőtónál a hűtött vízből, fenékleürítőnél a hordalékban dúsabb vízből stb.). A két folyadékrétegből való vízkivételre

635