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

XIII. Sebességeloszlás. Határréteg. Diffúzió

Fisher szerint a két időadat közötti összefüggés logaritmikus sebességeloszlást és lineáris csúsztató feszültség-eloszlást feltételezve:

/2

r = 14,8r. A konvektiv periódus időtartama r=0,30—;

, m* 03/80)

és így az Euler-féle időméret T = ±

_—.

0

,23 rw*

A szakasz hossza, amelyen túl már biztosan alkalmazható az egydimenziós el- keveredési egyenlet, a

F ü

L = 1,8-— (13/81)

r n*

és ez a konvektiv periódus-hossz hatszorosának felel meg.

A Lagrange-féle időléptékből következik, hogy a diszperziós tényező közelítő értéke

D = 0,30^ — , (13/82)

ro*

ahol az / jellemző hossz a legnagyobb felszíni sebesség távolsága a távolabb levő partszélhez.

Bevezetve egy t' = ^~ dimenzió nélküli időt a diffúziós jelenségre a következőt találták: 1

t'— 0...3 konvekciós periódus, a Taylor-féle elmélet nem alkalmazható; t'— 3...6 átmeneti periódus, az idő—koncentráció görbék variációs tényezője közelítőleg lineárisan nő, de az egydimenziós diffúzió nem alkalmazható; t' >6 Taylor-periódus, az egydimenziós diffúziós egyenlet alkalmazható.

A konvektiv perióduson belül egy élesen határolt felhő halad előre, a töménység hirtelen változik a felhő alvízi végénél, de lassan a felvízi végen.

A diffúziós periódusban a felhő az egydimenziós differenciálegyenlet szerint terül szét, valószínűleg Gauss-féle eloszlást követve. A szétterülést teljesen a középsebesség és az egydimenziós diffúziós (azaz diszperziós) tényező határozza meg.

Bár ez a tényező folyószakaszonként változik, a megadott képlettel előre becsülhető vagy a helyszíni sebességmérés adataiból számítható. Fisher a diszperziós tényező egyenletét számítógéppel javasolja megoldani legalább 10 függély adatai alapján.

Fisher közelítő képlete ellentmondásban van Elder képletével, mivel előbbi szerint D fordítva arányos a hidraulikus sugárral és a csúsztató sebességgel.

A diffúziós folyamatok leírásában alapvető szerepet betöltő diffúziós és diszperziós tényező meghatározásában tehát eléggé eltérő vélemények uralkodnak. A jövő feladata, hogy a szabálytalan medrű vízfolyások bonyolult áramlási viszonyainak leírására módszert dolgozzon ki. Fisher eljárása ehhez jó kezdeményezésnek látszik.

A másik nehézség a konvekciós folyamat figyelembe vétele. Ennek lerövidítése esetleg vízépítési feladat, amely elérhető a beeresztési műtárgy (diffúzor) megfelelő kialakításával, illetve a beeresztés helyén megfelelő áramlási viszonyok biztosításával.

Irodalom

[3], [4], [12], [14], [20], [24], [26], [27], [37], [47], [74], [76], [77], [79], [82], [83], [87], [88], [100], [109], [110], [113], [120], [124], [143], [157], [158], [173], [175], [186], [188], [189], [190], [191], [192], [206], [210], [217], [274], [275], [287], [309], [327], [331], [332], [344], [345], [346], [361], [363], [384], [398], [411], [412], [427],

648