Hidraulika II. Hordalék: a felszíni vizekben a vízzel együtt (de nem feltétlen azonos sebességgel) mozgó szilárd anyagok gyűjtőneve

Hasonló dokumentumok
Folyadékok és gázok áramlása

Folyadékok és gázok áramlása

Talajmechanika. Aradi László

Felületi feszültség: cseppfolyós-gáz határfelületen a vonzerő kiegyensúlyozatlan: rugalmas hártyaként viselkedik.

Mérés: Millikan olajcsepp-kísérlete

Hidrosztatika, Hidrodinamika

Szent István Egyetem FIZIKA. Folyadékok fizikája (Hidrodinamika) Dr. Seres István

Folyadékok és gázok mechanikája

Folyadékok áramlása Folyadékok. Folyadékok mechanikája. Pascal törvénye

Transzportjelenségek

Hordalékviszonyok hatása az árvízi biztonságra a Tisza-völgyben avagy mit tudunk manapság mérni, modellezni és mindebből becsülni

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória. J 0,063 kg kg + m 3

1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből

Hidraulika. 1.előadás A hidraulika alapjai. Szilágyi Attila, NYE, 2018.

DINAMIKA ALAPJAI. Tömeg és az erő

MÁGNESES TÉR, INDUKCIÓ

Egy mozgástani feladat

A kísérlet célkitűzései: A súrlódási erőtípusok és a közegellenállási erő kísérleti vizsgálata.

Mérnöki alapok 1. előadás

TERVEZETT TÉMAKÖRÖK. IV. Vízmennyiségek építmények környezetében

Határfelületi jelenségek. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 3. Általános anyagszerkezeti ismeretek E A J 2. N m

1 ÁLTALÁNOS JELLEMZŐK

Fűtési rendszerek hidraulikai méretezése. Baumann Mihály adjunktus Lenkovics László tanársegéd PTE MIK Gépészmérnök Tanszék

Ajánlott szakmai jellegű feladatok

ÁRAMLÁSTAN MFKGT600443

Gyakorlat 30B-14. a F L = e E + ( e)v B képlet, a gravitációs erőt a (2.1) G = m e g (2.2)

FELÜLETI FESZÜLTSÉG. Jelenség: A folyadék szabad felszíne másképp viselkedik, mint a folyadék belseje.

Hidrosztatika. Folyadékok fizikai tulajdonságai

Veszélyes Duna-szakaszok hidrodinamikai modellezése folyószabályozás tervezéshez I. konferencia

A fák növekedésének egy modelljéről

Figyelem! Csak belső és saját használatra! Terjesztése és másolása TILOS!

Célok : Vízrendezés: védelmet nyújtani embernek, víznek, környezetnek Hasznosítás: víz adta lehetőségek kiaknázása

Pálya : Az a vonal, amelyen a mozgó test végighalad. Út: A pályának az a része, amelyet adott idő alatt a mozgó tárgy megtesz.

A hazai hordalék-monitoring helyzete és javasolt fejlesztése

NE HABOZZ! KÍSÉRLETEZZ!

Pálya : Az a vonal, amelyen a mozgó test végighalad. Út: A pályának az a része, amelyet adott idő alatt a mozgó tárgy megtesz.

Egyidejű hidrodinamikai és morfológiai vizsgálatok a Dunán

Tételjegyzék Áramlástan, MMF3A5G-N, es tanév, őszi félév, gépészmérnöki szak, nappali tagozat

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

Modern Fizika Labor. 2. Elemi töltés meghatározása

Reológia Mérési technikák

Térfogati fajlagos felület és (tömegi) fajlagos felület

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Szilárd testek rugalmassága

FOLYADÉKOK ÉS GÁZOK MECHANIKAI TULAJDONSÁGAI

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőmérnöki Kar Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék. Tudományos Diákköri Konferencia 2015

A talajok összenyomódásának vizsgálata

Folyadékok és gázok mechanikája

Rugalmas állandók mérése

58. ročník Fyzikálnej olympiády v školskom roku 2016/2017 Okresné kolo kategórie F Texty úloh v maďarskom jazyku

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika ZH, október 10.. CHFMAX. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

Folyami hidrodinamikai modellezés

Mérnöki alapok 2. előadás

ELÕADÁS ÁTTEKINTÉSE. Környezetgazdálkodás 2. A hidraulika tárgya. Pascal törvénye. A vízoszlop nyomása

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Az úszás biomechanikája

v og v FOLLYADÉK c. A hőmérséklet hatása az ülepedési sebességre: Ülepítés Az ülepedési sebesség: ( részletesen; lásd: Műv.-I. ) t FOLY => η FOLY

TestLine - 7. Fizika Témazáró Erő, munka, forgatónyomaték Minta feladatsor

TestLine - 7. Fizika Témazáró Erő, munka, forgatónyomaték Minta feladatsor

Megoldás: A feltöltött R sugarú fémgömb felületén a térerősség és a potenciál pontosan akkora, mintha a teljes töltése a középpontjában lenne:

A nyomás. IV. fejezet Összefoglalás

Modern Fizika Labor. 2. Az elemi töltés meghatározása. Fizika BSc. A mérés dátuma: nov. 29. A mérés száma és címe: Értékelés:

A Duna ökoszisztéma szolgáltatásai. A hordalék helye és szerepe az ökoszisztémában Rákóczi László VITUKI Nonprofit Kft.

Mechanika. Kinematika

3. Gyakorlat Áramlástani feladatok és megoldásuk

A vízgyűjtő, mint a hidrogeográfiai vizsgálatok alapegysége Jellemző paraméterek. Az esésgörbe

2D hidrodinamikai modellek alkalmazása a Duna alsó szakaszán a kisvízi szabályozásban

W = F s A munka származtatott, előjeles skalármennyiség.

4. Heterogén rendszerek szétválasztása

HIDROSZTATIKA, HIDRODINAMIKA

A Balaton szél keltette vízmozgásainak modellezése

SZABÓ DÓRA SZILVIA KÖRNYEZETTUDOMÁNY SZAKOS HALLGATÓ. Témavezető: Dr. Józsa Sándor Adjunktus

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

M0 autópálya szélesítése az Anna-hegyi csúszás WOLF ÁKOS

Folyadékáramlás. Orvosi biofizika (szerk. Damjanovich Sándor, Fidy Judit, Szöllősi János) Medicina Könyvkiadó, Budapest, 2006

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Matematika III előadás

Áramlások fizikája

A Vén-Duna mellékág vízszállításának és hordalékviszonyainak vizsgálata (15 évvel az élőhely-rekonstrukciós célú részleges megnyitás után)

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék HALLGATÓI SEGÉDLET

Matematika A1. 8. feladatsor. Dierenciálás 2. Trigonometrikus függvények deriváltja. A láncszabály. 1. Határozzuk meg a dy/dx függvényt.

EOLIKUS HATÁSOK VIZSGÁLATA KŐZETEK FELSZÍNÉN A DÉL-PESTI SÍKSÁG PLEISZTOCÉNJÉBEN

Fluidizált halmaz jellemzőinek mérése

Folyóvölgyek, -szakaszok, életterek osztályozási rendszerei kategoriák és kritériumok

A nagyobb tömegű Peti 1,5 m-re ült a forgástengelytől. Összesen: 9p

Diffúzió 2003 március 28

9. FEJEZET MEGVALÓSÍTHATÓSÁGI VÁLTOZATOK ÉRTÉKELÉSE, KÖLTSÉG-HASZON ELEMZÉSE

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Vérkeringés. A szív munkája

FIZIKA. Folyadékok fizikája (Hidrodinamika) Dr. Seres István

A LÉGKÖRBEN HATÓ ERŐK, EGYENSÚLYI MOZGÁSOK A LÉGKÖRBEN

Nyomásirányító készülékek. Fenyvesi D. Dr. Harkay G. OE BGK

2. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Hatvani István fizikaverseny Döntő. 1. kategória

2. mérés Áramlási veszteségek mérése

ahol m-schmid vagy geometriai tényező. A terhelőerő növekedésével a csúszó síkban fellép az un. kritikus csúsztató feszültség τ

Valószínűségszámítás összefoglaló

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

Fizika. Fizika. Nyitray Gergely (PhD) PTE PMMIK február 13.

SZABÁLYOZÁSI KÖRÖK 2.

Átírás:

Hordalékmozgás Hidraulika II. Hordalék: a felíni izekben a ízzel együtt (de nem feltétlen azonos sebességgel) mozgó ilárd anyagok gyűjtőnee Folyami hordalék: görgetett lebegtetett Tai hordalék: többnyire lebegtetett keésbé görgetett Hordalék mozgása - mederáltozás (medermorfológia) Szélsőségek: Folyók felső akaán árízkor iklagörgetegek mozgása, műtárgyak megrongálódása Folyók középső és alsó akaán lebegtetett hordalék kiülepedése, parti űrésű ízbázisokhoz tartozó beiárgási mederfelület eltömődése (kolmatáció)

Hordalék keletkezése: a kőzetek mállásáal és elbomlásáal Származás: a ízfolyás ízgyűjtőterületéről agy saját medréből és partjaiból Folyami hordalék: a többnyire a mederfenéken mozgó hordalék a görgetett hordalék a többnyire a íztestben mozgó hordalék a lebegtetett hordalék Görgetett hordalék (elegendően dura emcsék): a fenék közeli (turbulens) áramlások hatására a mederfenéken csúik, gördül, illete kisebb-nagyobb ugrásokat égez legfontosabb annak a határállapotnak a meghatározása, amelynél a nyugó hordalékem éppen megindul, illete az a tömeghozam, amellyel a görgete állított hordalékot az áramlás állítja Lebegtetett hordalék (elegendően finom emcsék): túlnyomórét a íztestben lebege, az áramlási sebességgel közel azonos sebességgel mozog általában egyenletesebb, mint a görgetett hordalékmozgás

Görgetett hordalékmozgás a Dráán

Fagyatásos mederanyag mintaétel a Dunán (1794.7 fkm, 2003.10.28.)

Fagyatásos mederanyag mintaétel a Dunán A kiemelt zaartalan mederminta alsó felülete Felül mintegy 10 cm astag homokos kaicsréteg, alatta dura kaicsból álló páncélozódott réteg

A zaartalan mederminta felíne leolatás után

Szemelolási görbe - 10 és 20 mm között emcsehiányos - 2 emcsepopuláció: korábbi görgetett hordalék, illete a páncélréteg 100.00 90.00 80.00 70.00 a [%] 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 100 10 1 0.1 d [mm]

Dunai mederanyagminták (1800.35 fkm, 2004.01.27.) Alaktani izsgálat (Zingg-féle diagram; emcseátmérők: a>b>c) Duna (1800.35 fkm, 2004.01.27, minta:5) Duna (1800.35 fkm, 2004.01.27, minta:6) 1 0.9 Korong Gömberű 1 0.9 0.8 0.8 0.7 0.7 0.6 0.6 b/a 0.5 b/a 0.5 0.4 0.3 Lapos Hengeres 0.4 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 c/b c/b Duna (1800.35 fkm, 2004.01.27, minta:7) Duna (1800.35 fkm, 2004.01.27, minta:8) 1 1 0.9 0.9 0.8 0.8 0.7 0.7 0.6 0.6 b/a 0.5 b/a 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 c/b c/b

A hordalék és a mederanyag jellemzése: Azok a leglényegesebb tulajdonságok, amelyek a hordalék mozgásában erepet játanak (lehetőleg mind a görgetett és lebegtetett hordalékot, mind a medret alkotó anyagot jól jellemezzék) Az egyes hordalékemek jellemzése - a hordalékanyag együttes jellemzése Hordalékemek nagysága (többnyire abálytalan alakú emcse geometriai nagyságának jellemzése): ülepedési átmérő (a réecskéel azonos fajsúlyú, ele azonos sebességgel ülepedő gömb átmérője, d<0,1mm-re) itálási átmérő (az a itanyílás-méret, amelyen a emcse épp áthullik d>0,1mm-re, mert ilyen nyílású ita még kéíthető) néleges átmérő (annak a gömbnek az átmérője, melynek térfogata azonos a emcse térfogatáal, inkább elméleti jelentőségű) Hordalékem alakja, mint az ülepedési sebesség és átmérő, illete a hordalékem mozgásának lényeges befolyásolója. Pl. Heywood alapján a hordalékem k térfogatállandója (a em térfogata és a legstabilabb 3 helyzetben ett sík etületét burkoló kör átmérője alapján): πd V k, 6 π Pl. gömbre k 0, 524 3 3 d d 6

A hordalékanyag leglényegesebb tulajdonsága a emnagyságok, pontosabban az ezek helyettesítésére beezetett pl. itálási emátmérők elolása és egymáshoz ionyított aránya (emösetételi görbe, mint egy közönséges elolásfüggény) Példa: a Duna egy Győr környéki jellemző elényének mederanyag emösetételi görbéi mederanyag-minta itálása alapján. A helyín:

Egy tipikus emcseösetételi görbe

A kiálatott elény mederáltozásai a kilencenes éekben

A hordalékemcse ülepedése, mint a íz sűrűségénél nagyobb testsűrűségű réecske ízben, a nehézségi erőtér hatására lefelé égzett mozgása. Az ülepedési sebesség elsősorban a emcse méreteitől, alakjától, testsűrűségétől és a íz ikozitási ionyaitól függ. Közelítően gömb alakú, d átmérőjű kis réecskékre (Stokes, 1851): wü Re Víz alatti súly: - ülepedési sebesség w ü d ν Közegellenállási erő: Stokes erint: - ún. emcse Reynolds-ám (azt mutatja meg, hogy az ülepedő réecske maga körül milyen áramlási (hidrodinamikai) ionyokat kelt) G G F F k Re cwρ A 2 3 d π g 6 1 2 wü < 0,1 c w, ( ρ ρ ) 24 Re A d 2 π 4 F k 2 1 24 d π 2 νρ wü 3πdνρwü, 2 w d 4 ü Állandósult sebességű ülepedés: d < 0,08 mm F k G 3πdνρ w 3 d π g( ρ ρ ) 6 ü w ü 1 18 gd ν 2 ρ ρ ρ d > 0,08mm F k 1 G 8 3 d π g( ρ ρ ) 6 2 2 cwρπd wü w ü 3 4 g c w ρ ρ ρ d

A görgetett hordalékmozgás alapösefüggései Du Boys (1879): a hordalékmozgató erő ill. fenék-csútatófeültség mint fél-tapatalati ösefüggések beezetése Felteés egyerűsített esetre: permanens egyenletes ízmozgásnál a a fenék-csútatóerő munkájára fordítódik a helyzeti (agy piezometrikus) energia csökkenése. Ez egyúttal a hordalékmegmozdítást és mozgást létrehozó elsődleges erőhatás. Mederfelület-egységre eső értéke a fenék-csútatófeültség, melyet a cső- illete mederhidraulikában tanultak erint, a hidraulikus sugárral (éles medreknél a ízmélységgel) és az energiaonal eséséel (permanens egyenletes áramlás esetén megegyezően a fenék- és felíneséssel) kifejeze: τ γ RS ρghs 0 Beezetjük az ún. fenékcsútató sebességet: * τ 0 ρ ρgrs ρ Ha fenti két paraméter elér ill. meghalad egy az adott mederanyagra jellemző határértéket, a mederfelínen a hordalék mozogni kezd. A mozgás kezdete Shields (1936) erint az alábbi jellemzőktől függ:, ρ, ρ, ν, d, emcsealak * A jellemzőket kombinála beezetjük a csútatósebességgel képzett Reynolds- és Froude-ámot: * d Re *, Fr ν * 2 ρ* ( ρ ρ )gd Az adott ionyok ismeretében az ún. Shields-diagrammról leolasható a mozgás kezdetét jelentő állapot. grs ghs

Shields-diagramm * d Re *, Fr ν * 2 ρ* ( ρ ρ )gd

Mozgás elindulása - mederformák megjelenése, ándorlása, átáltozása (mederfelín fodrozódás, dűnék, antidűnék stb.) - isahatás pl. a mederérdességi ionyokban Görgetett hordalékhozam Időegység alatt, egységnyi élességen állított q h hordaléksúly (eredetileg kp/sm-ben). Meyer-Peter és Müller (1934-48) féltapatalati ösefüggése az egyik legelterjedtebb: ρ ρ ρ hs d 0,047 + 0,25 3 ρ 2 3 qh ( ρ ρ )gd d d 50% Lebegtetett hordalékmozgás Kimosódás műtárgyak körül Hordalékmozgás sekély taakban, a hullámzás erepe