5973829526

SIŁA WLECZENIA I WPŁYW KSZTAŁTU ZIAREN NA POCZĄTEK RUCHU

Badania transportu rumowiska wleczonego dotyczą pojedynczych ziaren lub całej warstwy materiału dennego rzeki. W obu przypadkach konieczna jest znajomość takich właściwości jak: wielkość ziarna, kształt, ciężar, gęstość, szorstkość powierzchni oraz współczynnika kształtu, i współczynnika sferyczności 'i’_p =    , gdzie a, b, c trzy średnice: największa - a, średnia - b i

najmniejsza - c. Wielkości te umożliwiły określenie kryteriów klasyfikacji kształtu ziaren (tab.2).

Tabela 2

Klasyfikacja ziaren według trzech kategorii kształtu

Kategorie kształtu ziaren		b/a	c/b	Tp	kP	sp
I	Kule	>0.64	>0.63	0.75-0.96	<1.8	>0.70
II	Elipsy	>0.33	>0.4	>0.50<0.86	<2.5>1.33	<0.70>0.43
III	Dyski i pręty	<0.64	<0.52	<0.70	> 1.93	<0.43

Poprawne określenie kształtu ziarna ma znaczenie ze względu na powierzchnię ziarna, która narażona jest na działanie przepływającej wody, a ta z kolei wpływa na wielkość sił działających na ziarno. Istotny wpływ na wielkość naprężeń granicznych ma również niejednorodny kształt ziaren. Jeżeli przyjąć, że współczynniki oporów nieskrępowanego opadania ziarna w wodzie i ziarna poruszającego się po dnie są takie same i zależą głównie od kształtu ziarna to można założyć, że wartość prędkości opadania ziaren w i prędkości granicznej v_gr są bliskie i mogą być przyjęte jako sobie równe:

w=v_gc    (20)

Znając zależność f„ - 0,0123e^l,6Sp można wyznaczyć wielkości naprężeń bezwymiarowych dla danego współczynnika kształtu ziaren Sp=c/(ab)^0:> występujących w korycie cieku, a zatem na obliczenie wartości naprężeń dla których przepływ będzie określony jako kształtujący koryto. Ta zależność została określona doświadczalnie w przekrojach pomiarowych rzek i potoków górskich. Uwidoczniona została tutaj zależność, że ziarna spłaszczone typu deska, pręt wydłużony, płyta oraz ziarna elipsoidalne scharakteryzowane wg klasyfikacji (tab.2), jako ziarna kategorii II i III będą wcześniej wchodziły do transportu , niż by to wynikało z krzywej Shieldsa. Natomiast dla kształtu kulistego dla .Y_p=0,7-1,0 otrzymano odpowiednio z tej funkcji wartość naprężeń bezwymiarowych /=0,045-0,06, a więc wartości potwierdzające wielkości