Vízügyi Közlemények, 1957 (39. évfolyam)

1-2. füzet - II. Szesztay Károly: Az áramlási sebesség számítása. Tervezési segédletek

128 Szesztay Károly minden technikai részletét (a ragasztóanyag sajátságait, a beszórás módját és sűrűségét. . . stb.) is kifejezésre juttatja. A gyakorlati feladatokban a meder érdességének jellege is többnyire alapvetően eltér a Nikuradse által sima falra szórt azonos átmérőjű homokszemcsék adta érdességtől. Ha az e értékeket a műszaki gyakorlat feladatai szempontjából értelmezzük, figyelembe kell vennünk, hogy a mederanyag szemösszetételén kívül a hidraulikai ellenállást befolyásoló minden más tényező (a mederfal „hullámossága", a kanyarulatok, a mederben kialakult növényzet, a hordalék . . . stb.) is befolyásolja az egyenértékű homokátmérő számértékét Ilyen megvilágításban válik érthetővé például, hogy az átlagosan fenntartott földmedreknek all. ábra szerinti kapcsolat alapján 5—6 cm körüli egyenértékű homokátmérő felel meg, jóllehet a mederanyag átlagos szemcseátmérője ennél esetleg százszorta is kisebb. (Homokátmérő helyett helyesebb volna egyenértékű gwnbátmérőről beszélni, mert — amint a 11. ábrán is látjuk, —- a homokszemcsék értéktartományából lefelé és felfelé is messze kiugró számértékekről is lehet szó). Nikuradse 2,5, 5 és 10 cm átmérőjű csövekkel végezte kísérleteit. Az érdesítéshez homokot, vagyis néhány tized mm-től 1,5—2 mm-ig terjedő átmérőjű szemcséket, használt. A középsebesség tekintetében a kísérletek 8—10 m/s-ig terjedtek. A viszonylagos érdességben (e/R) a kísérleti pontok a 0,004-től 0,14-ig terjedő értéktartományt jelölték ki. A fentebbiekből kitűnik, hogy a tiszta négyzetes tartományt tekintve a Nikuradse kísérleteire alapított (24) összefüggést a műszaki gyakorlatban való alkalmazás során a hidraulikus sugár és az érdesség tekintetében sokszorosan extrapolálni kell. A 7. ábrából kitűnik, hogy mind az alsó, mind a felső határ tekintetében igen jelentős extrapolálásra van szükség még az e/R értékekben is. Nyilvánvaló, hogy a gyakorlat kívánta teljes értéktartományra az elméleti követelményeknek megfelelő kísérlet-sorozat semmiképpen nem terjeszthető ki, hiszen mikron nagyságrendűtől egészen 1 méterig terjedő átmérőjű gömbökkel kellene a medret a Nikuradse által alkalmazott módon érdesíteni. Felmerülhet a kérdés : jogos-e a (24) képlet extrapolálása, nem befolyásolhatja-e a nagymértékű extrapolálás a gyakorlati eredmények megbízhatóságát? A 2. pontban láttuk, hogy a méret nélküli mennyiségekkel felírt (24) összefüggés és a belőle levezetett sebességi képlet szerkezete bármely folyadék (vagy gáznemű anyag) áramlási viszonyait az előfordulható teljes értéktartományban jellemzi. Másrészről az előzőekből kitűnik, hogy a (24) képlet számállandói az érdességi tényező tekintetében a Nikuradse által alkalmazott kísérlet-technikai megoldásokat is magukban foglalják. A fentiekből következik, hogy a (24) összefüggés és a belőle levezetett sebességi képlet elméletileg az előfordulható teljes értéktartományra közvetlenül érvényes. A számítási eredmények gyakorlati használhatósága az átmeneti szakaszon és a tiszta négyzetes tartományban az érdességi tényező megválasztásán múlik. Az érdességi tényezőt ügy kell megválasztani, hogy összhangban legyen a Nikuradse kísérletei által kijelölt érdességi mértékrendszerrel. Segédleteinken ezt az összhangot az I. táblázatban összefoglalt adatfeldolgozás eredményei biztosítják. Megállapíthatjuk, hogy a gyakorlati feladatok megoldásához szükséges érdességi mértékrendszer alapja maga a 7. ábra szerinti „Nikuradse-hárfa". Nincs tehát szükség arra, hogy Nikuradse kísérleteit az érdesség számbavétele szempontjából kibővítsük. Bármely meder érdességéhez megállapítható a Nikuradse szerinti