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

XIII. Sebességeloszlás. Határréteg. Diffúzió

ahol w az ülepedési (vagy emelkedési) sebesség. Ezt az összefüggést az elmúlt 30 év vizsgálatai igazolták. ey középértékét az

äy — 0,068_yow+

képlet adja.

Elder kifejlesztett egy kétdimenziós permanens diszperziós tényezőt, egyenletes áramlásra:

„ 0,40

Dc =- - ~ 3 Jo«* = 5,8y0u+.

(13/76)

A diszperzióra és diffúzióra vonatkozó két egyenletet összevetve

XIII-37. ábra. A mozgásdiffúziós tényező változása a síkbeli határrétegben

_c = 87 értéket kapunk, ami azt mutatja, hogy a hosszirányú diszperziót a sebességi

gek függőleges értelmű változásának hatása jelentősen befolyásolja.

Ha Taylor összefüggését alkalmazzuk síkbeli áramlásra, akkor a

Dl= 10,1 D-u+ = 20,2Ru*

(13/77)

értéket kapunk, ahol R a hidraulikai sugár, azaz összehasonlítva Taylor és Elder diszperziós tényezőjét végtelen széles meder esetében, ahol az áramlás párhuzamos az oldalfalakkal,

ami azt jelenti, hogy az oldalfalak jelentősen növelik a diszperziós tényezőt!

6.4. Diffúzió és diszperzió nyílt medrekben

A vízfolyásokat érő anyagi és hőszennyeződések levonulása, illetve permanens hatásuk esetén tökéletes elkeveredése nyilvánvalóan foglalkoztatja a vízépítő mérnököket. A háromdimenziós jelenség leírása elég bonyolult, ezért közelítő feltevéseket szokás tenni.

A következőkben ismertetett feltevéseinek helyességét Fisher laboratóriumi kísérletekkel és helyszíni észlelésekkel is igazolta, ezért azokkal érdemes bővebben foglalkozni.

A természetes vízfolyásokban az eloszlás mindig háromdimenziós, a sebesség és a koncentráció három irányban változhat. A legtöbb természetes vízfolyásban, ahol a szélesség a mélységnél jelentősen nagyobb, az oldalsó sebességeloszlás hatása sem hagyható figyelmen kívül, tehát Elder kétdimenziós összefüggése nem alkalmazható.

Mivel a gyorsabban áramló zónában az anyag gyorsabban áramlik lefelé, előre siet, az anyagfelhő szétterül. Ezt a keresztirányú keveredés igyekszik egyensúlyozni, ennek ellenére keresztirányban nagy töménység-különbségek állhatnak elő. Mély645