Thyll Szilárd – Fehér Ferenc – Madarassy László: Mezőgazdasági talajcsövezés (Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 1983)

3. A talajcsövezés alapjai

A hidraulikában szokásos az a gyakorlat, hogy a koordináta-rendszer x irányát az áramlási iránnyal párhuzamosan helyezik el úgy, hogy az x tengely érintőlegesen csatlakozzon az áramvonalhoz. Ebben az esetben az y és a z irányú sebességkomponens 0, áramlás csak az x irányban van, tehát az időegység alatti víztérfogat változásának az x irányban kell egyenlőnek lennie 0-val:

(rx + dxj dy dz d< — vxdydzdt = 0. (3-21)

Mivel a dy-dz egy elemi felület (dA), a (3-21) egyenlet felírható

v*+áxdA — vxdA = 0 (3-22/a)

vagy

(w-d A)x+dx = (vdA)x = d Q (3-22/b)

alakban is. A dA elemi felületnek (keresztszelvénynek) megfelelő véges nagyságú felület az A, az ezen a felületen átfolyó vízhozama Q, így a folytonossági egyenlet:

Q — jvdA = vA (3-23)

A

ahol: v az A-felületre (keresztszelvényre) vonatkozó átlagos sebesség.

A (3-23) összefüggés az áramló folyadékok egyik legfontosabb paraméterének, a vízhozamnak (időegység alatt, adott keresztmetszeten áthaladó víztömegnek) a meghatározását teszi lehetővé. Vízfolyásokban, csatornákban a vízhozam meghatározása az áramlás átlagos sebességének és a kereszt- szelvény területének megmérése után a (3-23) összefüggéssel számítható. Az áramló víz sebességét azonban meg lehet határozni az áramlást létrehozó és az azt fékező erők segítségével is.

Meghatározott kezdeti feltételek esetén a gravitációs erő mozgásirányú komponenséből meghatározva azt a csúsztatófeszültséget, ami a mozgás ellen hat, a r = ggRI összefüggéshez, a mozgási energiából levezetve a t = cgv2 egyenlethez jutunk, ahol tehát r a csúsztatófeszültség, p a víz sűrűsége, g a nehézségi gyorsulás, R a hidraulikus sugár, I a vízszín esése, c dimenzió nélküli állandó, v pedig a vízmozgás sebessége. A két.összefüggés egyenlőségéből a v-t kifejezve és a g/c = C helyettésítéssel a

vk = C ym (3-24)

összefüggéshez, a Ghézy-egyenlethez jutunk, ahol: vk — a víz középsebessége,

G — a sebességtényező,

R — a hidraulikus sugár,

I — az átlagos hidraulikus esés.

Ez az egyenlet alkalmas nyílt felszínű vízfolyásokban a sebesség meghatározására. A sebességtényező (G) összefüggések és táblázatok segítségével határozható meg.

44