Nni.r 1f IU 7 fin c2AS°MSM Lbcpw.bg.pw.edu.pl/Content/4352/17ct1932_nr16.pdfszczególnych sort...

12
Nr 1fi 7 fin % ni. IU. £ Ul). /.O. c2AS °MS M O TECHNICZNE Organ Ministerstwa Robót Publicznych (w likwidacji) i Polskiego Towarzystwa Politechnicznego. iK L TKEŚC: Inź, M. Mazur: Prędkość opadania ziarn piasku w wodzie i jej znaczenie przy konstrukcji osadników. (Dokończenie).— inz. B. Szewalski: Praca kierownic turbinowych przy ponadkrytycznych spadkach cieplnych. Wiadomości z li teratury technicznej. Recenzje i krytyki. Inż. Micha Mazur Konstruktor I, Katedry Budownictwa wodnego Polilsclmiki Lwowskiej. Prędkość opadania ziarn piasku w wodzie i jej znaczenie przy konstrukcji osadników. (Dokończenie). Bardzo obszerne doświadczenia nad ruchem rumo wiska w wodzie p ynącej przeprowadzi Schaffernak w laboratorjum wodnem w Wiedniu, których wyniki zestawi w rozprawie p. t. „Neue Grundlagen f, d. Be rechnung d. Geschiebfiihrung in Flusslaufen". Badania wykona w korycie hydraulicznem o szerokości 1 m i oszklonych bokach, dla wygodnej obserwacji ruchu ziarn piasku. Największa objętość przep ywu wody przez koryto wynosi a 300 l/sek, przep yw mierzono przy pomocy przelewu ostrokrawędziowego. Rumowisko, t. j . piasek uniesiony przez wodę, chwytano w ma ych osadnikach, mierząc go, względnie ważąc, po od prowadzeniu wody z osadnika. Jako materja do doświadczeń by użyty piasek i żwir z ożyska rzeki Dunaju, który przesiewano przez szereg sit o coraz mniejszych oczkach i otrzymano szereg grup piasku, względnie żwiru, o rozmaitej wiel kości ziarnek. Ciężar w aściwy i wymiary ziarnek po szczególnych sort piasku oznaczono przy pomocy pikno metru i mikroskopu. Wyniki tych badań, dotyczące gra nicznej prędkości przy dnie, zestawione są na rysunku 9 tym. Pomiary wykaza y, że inna jest prędkość gra niczna przy dnie, przy której następuje ruch materja u ISO 100 10 i, *} Ta •o i /. r / id / ) / / Ol P tai ,'/ y Y/ S, klt \ Ą ) ?d / / ( 7/ rl uc / \ •• 131 S V ,.\ * n 'z* \* / C /*" ; 7? H / s —• o ? ,—i *~ •Je 5 s ,_— _ ' •• im... ; ii \ $ »e i\ tt i i 1.0 2.o ao Rys. 9. spokojnie na dnie u ożonego, aniżeli prędkość, przy której materja zawieszony w wodzie osadza się na dnie. Na rysunku krzywa górna oznacza prędkość przy dnie, po przekroczeniu itórej następuje ruch materja u u o żonego na dnie, zaś krzywa dolna oznacza tę prędkość dna, poniżej której materja o danej średnicy d, zawie szony w wodzie, osiada na dnie. Przy prędkościach po między obiema krzywemi materja wprawdzie osiada, lecz osadzony częściowo znowu przechodzi w ruch. Z tego wynika, że przy prędkościach dna wynoszą cych mniej niż dolna krzywa wskazuje, dno osadnika pod wyższa się przez osadzanie się materja u, natomiast przy prędkościach dna o wartościach większych niż daje krzywa górna, następuje pog ębianie się, czyli orozja dna. W osadnikach zatem prędkość^ przy dnie nie po winna przekraczać wartości określonych krzywą dolną (pod za ożeniem ziarn piasku o pewnej grubości), na tomiast prędkość wody przy dnie w kana ach i rze kach uregulowanych powinna być zawarta pomiędzy krzywą górną i dolną, gdyż tam musi się unikać z jednej strony erozji dna, z drugiej zaś osadzania się materja ów. A zatem prędkość w tym drugim przy padku powinna być równa w przybliżaniu prędkościom wed ug krzywej środkowej, która oznacza, że przy tej prędkości dna materja zawieszony w wodzie zostaje dalej uniesiony, nie tworząc osadów, ani też erozji, oczywiście w odniesieniu do piasku o pewnej określonej średnicy ziarnek d. Prędkość wed ug krzywej górnej jest oko o dwa razy większa niż wed ug krzywej dolnej. Drugim ważnym wynikiem doświadczeń przepro wadzonych przez Schaffernaka jest stwierdzenie faktu, że ruch rumowiska prawie że nie zależy od kszta tu ziarnek. Wykonano bowiem próby z ziarnami okrąg emi i ziarnami p askiemi. Na rys. 9 po ączono próby wyko nane z ziarnami okrą,g emi linjami pe nemi, a z ziar nami p askiemi linjami przerywanemi*). Ostatni wniosek wyprowadzony przez Schaffer naka, t. j . że prędkość krytyczna nie 1 zależy od kszta tu ziarnek, by by zarazem dowodem, że ruch tych ziarnek nie zależy od napór a wody p ynącej, a raczej zależy od wirów, z powodu których w pewnych miej scach przy dnie obniża się ciśnienie, tak, że następuje ssanie ziar nek z dna. Wartość ssania, podobnie jak wiry, jest chwilową i skoncentrowaną do pewnych ma ych po wierzchni, przez co jej wielkość może być znaczna, tak, że pokonuje ono z atwością ciężar w asny ziarnek, które z wielką prędkością podnoszą się ku górze, gdzie dalej są unoszone prądem wody. Przechodząc do wyznaczenia prędkości przep ywu wody przez osadnik zaznacza się, że prędkość ta, z uwagi możności tworzenia się na dnie osadu, po winna być mniejsza, a co najwyżej równa prędkości krytycznej dolnej, przy której ziarnka piasku przyby wające z rzeki z wodą, wskutek zmniejszonej prędkości w osadniku, poczynają się osadzap," Jak z poprzedniego widać, badacze zajmowali się g ównie prędkością krytyczną górną, t. j . taką, przy której materja osadzony na dnie zostanie wprawiony w ruch. Ta prędkość musi być oczywiście większa, aniżeli powyżej określona prędkość krytyczna dolna. Souohier podaje prędkość krytyczną górną przy dnie, natomiast Franzius podaje prędkość krytyczną górną średnią. Krey i Schoklitsch podają wartość si y unoszenia również jako krytyczną górną, t. j . tę, przy której zaczynają się poruszać ziarnka dotychczas spokojne, na dnie osadzone. Wed ug Krapfa i Sotsohka'ego krytyczna si a uno szenia dolna jest o yO°/ 0 mniejsza niż krytyczna górna. W odniesieniu zatem do prędkości pozostającej do *) Uwaga. Wed ug Schoklitseha, równ. 36 i 36a, prędkość graniczna jest proporcjonalna do czwartego pierwiastka ze wspó czynnika ;., który dla ziarn okrąg ych jest w przybliżeniu równy jedności, a dla ziarn w formie p ytek równy oko o4j4. Zatem wed ug Schoklitseha różnica pomiędzy prędkością krytyczną dla ziarnek okrąg ych i dla ziarnek p askich, wynosi do 40%.

Transcript of Nni.r 1f IU 7 fin c2AS°MSM Lbcpw.bg.pw.edu.pl/Content/4352/17ct1932_nr16.pdfszczególnych sort...

Page 1: Nni.r 1f IU 7 fin c2AS°MSM Lbcpw.bg.pw.edu.pl/Content/4352/17ct1932_nr16.pdfszczególnych sort piasku oznaczono przy pomocy pikno-metru i mikroskopu. Wyniki tych badań, dotyczące

Nr 1fi 7 fin %ni. IU. £ Ul). /.O.c 2 A S ° M S M O TECHNICZNE -Organ Ministerstwa Robót Publicznych (w likwidacji)

i Polskiego Towarzystwa Politechnicznego. iK L

T K E Ś C : Inź, M. Mazur: Prędkość opadania ziarn piasku w wodzie i jej znaczenie przy konstrukcji osadników. (Dokończenie).—inz. B. Szewalsk i : Praca kierownic turbinowych przy ponadkrytycznych spadkach cieplnych. — Wiadomości z li-teratury technicznej. — Recenzje i krytyki.

Inż. Michał MazurKonstruktor I, Katedry Budownictwa wodnego Polilsclmiki Lwowskiej.

Prędkość opadania ziarn piasku w wodzie i jej znaczenie przy konstrukcji osadników.(Dokończenie).

Bardzo obszerne doświadczenia nad ruchem rumo-wiska w wodzie płynącej przeprowadził Schaffernakw laboratorjum wodnem w Wiedniu, których wynikizestawił w rozprawie p. t. „Neue Grundlagen f, d. Be-rechnung d. Geschiebfiihrung in Flusslaufen". Badaniawykonał w korycie hydraulicznem o szerokości 1 mi oszklonych bokach, dla wygodnej obserwacji ruchuziarn piasku. Największa objętość przepływu wodyprzez koryto wynosiła 300 l/sek, przepływ mierzonoprzy pomocy przelewu ostrokrawędziowego. Rumowisko,t. j . piasek uniesiony przez wodę, chwytano w ma-łych osadnikach, mierząc go, względnie ważąc, po od-prowadzeniu wody z osadnika.

Jako materjał do doświadczeń był użyty piaseki żwir z łożyska rzeki Dunaju, który przesiewano przezszereg sit o coraz mniejszych oczkach i otrzymanoszereg grup piasku, względnie żwiru, o rozmaitej wiel-kości ziarnek. Ciężar właściwy i wymiary ziarnek po-szczególnych sort piasku oznaczono przy pomocy pikno-metru i mikroskopu. Wyniki tych badań, dotyczące gra-nicznej prędkości przy dnie, zestawione są na rysunku9-tym. Pomiary wykazały, że inna jest prędkość gra-niczna przy dnie, przy której następuje ruch materjału

ISO

100

10

i,

*-}

Ta

•o

i-

/.r

„ - -

/

id

/

-

)/

/

Ol

P tai

,'/

y Y/

S,

klt

\

Ą)

?d

//

(

7/rl

uc

/

\

••

131

S

V,.\-*

n

'z*

\*-

/ C

/*"

- ;

7?

H

/ •

s—•

-o

?

,—i

*-~

•Je

5s

-—, _ — •

_ — '— - -

--—

- • •

im—

. . .

; • ii

\ $

»ei\

t t

—i

i

1.0 2.o ao

Rys. 9.

spokojnie na dnie ułożonego, aniżeli prędkość, przyktórej materjał zawieszony w wodzie osadza się na dnie.Na rysunku krzywa górna oznacza prędkość przy dnie,po przekroczeniu itórej następuje ruch materjału uło-żonego na dnie, zaś krzywa dolna oznacza tę prędkośćdna, poniżej której materjał o danej średnicy d, zawie-szony w wodzie, osiada na dnie. Przy prędkościach po-między obiema krzywemi materjał wprawdzie osiada,lecz osadzony częściowo znowu przechodzi w ruch.

Z tego wynika, że przy prędkościach dna wynoszą-cych mniej niż dolna krzywa wskazuje, dno osadnika pod-wyższa się przez osadzanie się materjału, natomiastprzy prędkościach dna o wartościach większych niż dajekrzywa górna, następuje pogłębianie się, czyli orozjadna. W osadnikach zatem prędkość^ przy dnie nie po-winna przekraczać wartości określonych krzywą dolną

(pod założeniem ziarn piasku o pewnej grubości), na-tomiast prędkość wody przy dnie w kanałach i rze-kach uregulowanych powinna być zawarta pomiędzykrzywą górną i dolną, gdyż tam musi się unikaćz jednej strony erozji dna, z drugiej zaś osadzania sięmaterjałów. A zatem prędkość w tym drugim przy-padku powinna być równa w przybliżaniu prędkościomwedług krzywej środkowej, która oznacza, że przytej prędkości dna materjał zawieszony w wodzie zostajedalej uniesiony, nie tworząc osadów, ani też erozji,oczywiście w odniesieniu do piasku o pewnej określonejśrednicy ziarnek d. Prędkość według krzywej górnejjest około dwa razy większa niż według krzywej dolnej.

Drugim ważnym wynikiem doświadczeń przepro-wadzonych przez Schaffernaka jest stwierdzenie faktu,że ruch rumowiska prawie że nie zależy od kształtuziarnek. Wykonano bowiem próby z ziarnami okrągłemii ziarnami płaskiemi. Na rys. 9 połączono próby wyko-nane z ziarnami okrą,głemi linjami pełnemi, a z ziar-nami płaskiemi linjami przerywanemi*).

Ostatni wniosek wyprowadzony przez Schaffer-naka, t. j . że prędkość krytyczna nie1 zależy od kształtuziarnek, byłby zarazem dowodem, że ruch tych ziarneknie zależy od napór a wody płynącej, a raczej zależyod wirów, z powodu których w pewnych miej scach przydnie obniża się ciśnienie, tak, że następuje ssanie ziar-nek z dna. Wartość ssania, podobnie jak wiry, jestchwilową i skoncentrowaną do pewnych małych po-wierzchni, przez co jej wielkość może być znaczna, tak,że pokonuje ono z łatwością ciężar własny ziarnek,które z wielką prędkością podnoszą się ku górze, gdziedalej są unoszone prądem wody.

Przechodząc do wyznaczenia prędkości przepływuwody przez osadnik zaznacza się, że prędkość ta,z uwagi możności tworzenia się na dnie osadu, po-winna być mniejsza, a co najwyżej równa prędkościkrytycznej dolnej, przy której ziarnka piasku przyby-wające z rzeki z wodą, wskutek zmniejszonej prędkościw osadniku, poczynają się osadzap,"

Jak z poprzedniego widać, badacze zajmowali sięgłównie prędkością krytyczną górną, t. j . taką, przyktórej materjał osadzony na dnie zostanie wprawionyw ruch. Ta prędkość musi być oczywiście większa, aniżelipowyżej określona prędkość krytyczna dolna. Souohierpodaje prędkość krytyczną górną przy dnie, natomiastFranzius podaje prędkość krytyczną górną średnią.Krey i Schoklitsch podają wartość siły unoszeniarównież jako krytyczną górną, t. j . tę, przy którejzaczynają się poruszać ziarnka dotychczas spokojne,na dnie osadzone.

Według Krapfa i Sotsohka'ego krytyczna siła uno-szenia dolna jest o yO°/0 mniejsza niż krytyczna górna.W odniesieniu zatem do prędkości pozostającej do

*) Uwaga. Według Schoklitseha, równ. 36 i 36a, prędkośćgraniczna jest proporcjonalna do czwartego pierwiastka ze współ-czynnika ;., który dla ziarn okrągłych jest w przybliżeniu równyjedności, a dla ziarn w formie płytek równy około4j4. Zatem wedługSchoklitseha różnica pomiędzy prędkością krytyczną dla ziarnekokrągłych i dla ziarnek płaskich, wynosi do 40%.

Page 2: Nni.r 1f IU 7 fin c2AS°MSM Lbcpw.bg.pw.edu.pl/Content/4352/17ct1932_nr16.pdfszczególnych sort piasku oznaczono przy pomocy pikno-metru i mikroskopu. Wyniki tych badań, dotyczące

246

wartości siły unoszenia w stosunku drugiego pierwiastka,różnica pomiędzy prędkościami granicznemi, t. j . górnąi dolną, miałaby zatem wynosić tylko około 10°/0 •

W niniejszej pracy przyjęto różnicę podaną przezSchaffernaka, to znaczy, że prędkość krytyczna dolnajest połową prędkości krytycznej górnej. Z podanychbowiem wielkości przyjęto tę, która przedstawia większąpewność, a więc według Sehaffernaka, który podał war-tość jej w porównaniu do prędkości krytycznej górnejjako najniższą.

Z powyższych wywodów wynika, że jako prędkość,w osadniku należy przyjmować albo prędkość granicznądolną podaną przez Schaffemaka (rys. 8), zwiększając

ją według równania 34c, a więc w stosunku ^-T,=1,67,

t. j . o 67°/0, albo zmniejszając dwukrotnie, t. j . o po-łowę, rzędne krzywych obliczonych według równaniaKreya lub Schoklitscha (rys. 9). "W ten sposób prze-kształcone krzywe podano dla przejrzystego przegląduna rysunku 10 tym, z którego widoczny jest przebiegposzczególnych krzywych. , . •

ISB

100

5C

zigrn cl u> cm

0^'M^''^ : - "

W _-•;'•' • W

..„ Rys 10.

•••W V '

Djagram narysowano tylko dla ziarn do maksy-malnej grubości d==3cm, przy osadnikach bowiem cho-dzi nam o osadzenie ziarn o średnicy minimalnej zgóryoznaczonej. Ta zaś leży znacznie niżej 3 cm, dla cho-ciażby jak najbardziej prowizorycznego oczyszczeniawody. Krzywe wyznaczone z równania Krey'a podająza duże wartośoi na prędkość graniczną dolną, o ilechodzi o bardzo drobne ziarnka piasku. Według krzy-wych wykreślnyoh -na podstawie wzoru Schoklitscha,obliczone wartości prędkości dla średnic d bardzo ma-łych wypadają stosunkowo małe. "Wynika to z tego,że krzywa według Schoklitscha jest już zbliżona doprostej, przechodzącej nieco powyżej początku układuwspółrzędnych. Krzywa natomiast wykreślona wedługSchaffernaka- wyrównuje te dwie różne wartości. Schaf-fernak nie podaje wprawdzie równań swej krzywej,jednak z rysunku' widać, że jest ona zbliżona do para-boli o osi poziomej, o wykładniku pomiędzy 0,6—0,7,czyli zbliżonym do wartości średniej obu wykładnikówdwóch równań poprzednich, t. j . według Krey'a i Schok-litscha.

Przyjmuje się więc w dalszym ciągu w równaniuzwiązku pomiędzy prędkością w osadniku a średnicąziarnek piasku, wykładnik dla d równy 2/3, t. j . odpo-wiadający średniej pomiędzy wartościami 0,5 i 0,75,a zatem następujący kształt równania:

v=k.d'h 37

Dla wyznaczenia zaś stałego współczynnika przyj-muje się z rysunku 9-go, według jednej próby wyko-nanej przez Schaffernaka, podającej, że dla d = l , l cmjest prędkość przy dnie v/=0,40 m, zatem prędkośćśrednia równa się według równania 34 c:

w / L_ Vi = -i-.0,40=0,667 misek.

Wstawiając tę wartość w ogólny kształt naszegorównania:

0,667-JT. (0,011)*,otrzymuje się współczynnik K:

v ~ 0,667. . . i c = JT = lo,t>.

• - ; : , * (o,oii)'*Wstawiając w ten sposób otrzymaną wartość na K

w równanie 37, otrzymuje się ostąteczriy wzór:V " 1 3 ' b - d D - • . . . . 3 7 aalbo v=13,5.d' J

' W równaniu tem należy wstawić v w metrach nasekundę, a d metrach.

,, Wyrażając natomiast powyższe wartości w centy-metrach i sekundach, otrzymamy powyższe równaniew następującej formie:

v=G2.d%. . . . . . . 376Związek ten pomiędzy średnią prędkością przepływu

wody przez osadnik v a średnicą d ziarn piasku osadzo-nego na dnie osadnika, wyrażony powyżej zamieszczonemirównaniami 37/a i 37 6; przedstawiono wykreślnię przypomocy grubszej linji pełnej na rysunku 10-tym. War-tośoi na v, wyznaczone według tych równań, są zbliżonedo wartości średnich, a wyznaczonych na podstawierównań według Schotlitscha i Krey'a, co zwłaszcza dlaśrednic mniejszych od 1 centymetra jest szczególniewidoczne.

Równanie 37 b zostało wyznaczone dla rumowiskaznajdującego się w naszych rzekach, dla którego ciężarwłaściwy waha w granicach 2,5—2,7. W przypadkuustalenia ciężaru właściwego znacznie mniejszego, na-leżałoby prędkość v również nieco zmniej zżyć, co zresztąbędzie jeszcze rozważane w przykładach podanychw dalszym ciągu.

Zastosowanie. Obliczenie wymiarów osadnikai przykłady.

Wyprowadzone powyżej równania 23 i 37 6 mogąsłużyć do oznaczenia wymiarów osadników. Z uwagina cel osadników wyznaoza się ich wymiary pod wa-runkiem, aby zawieszonym w wodzie oząsteczkom mi-neralnym dać możność opadnięcia z warstwy najwyż-szej na dno osadnika. Żądane oczyszczenie, zależnie odużycia wody, może być większe lub mniejsze, czylimniej lub więcej zupełne. Stopień oczyszozenia możnaokreślić warunkiem, aby wszystkie ziarnka mineralneo średnicy d, większej od pewnej najmniejszej średnicydv opadły na dno osadnika. Reszta zatem materjałudrobniejszego może płynąć dalej z wodą, bez1 szkodydla jej użytkowania.

11

1

"y uRys. 11.

Page 3: Nni.r 1f IU 7 fin c2AS°MSM Lbcpw.bg.pw.edu.pl/Content/4352/17ct1932_nr16.pdfszczególnych sort piasku oznaczono przy pomocy pikno-metru i mikroskopu. Wyniki tych badań, dotyczące

Przebieg osadzania się części mineralnych i pod-stawę obliczenia osadników, ilustruje rysunek, 11-ty, naktórym przedstawiono osadnik w formie prostopadło-ścianu. Literą c oznaczono prędkość opadania ziarnpiasku w wodzie, v średnią poziomą prędkość prze-pływu wody w osadniku, h oznacza głębokość osadnika,I jego długość, a b jego szerokość. Z rysunku 11 wy-nikają następujące równania:

$ : : «

z którego można obliczyć jedne z wartości, jeżeli trzyinne są znane. Powierzchnia przekroju poprzecznegoosadnika oblicza się z równania :

n i t T& no

: Jf = o,n~—, . . . , d»av . ' " -

Objętość osadnika, a więc i objętość wykopów, wy-znacza się według równania:

• T/" 1 1 1 ^ / Ł 386

Powierzchnia rzutu poziomego osadnika równa się:

'-?-•?• 38 o

z czego wynika, że wielkość rzutu poziomego osadnika,przy pewnym danym (przyjętym) stopniu oczyszczenia,zależy od głębokości h, a zatem dla najmniejszości ro-bót ziemnych należy przyjmować głębokość osadnikajak najmniejszą, o ile inne względy nie przemawiająza jej zwiększeniem.

Z równania 38 oblicza się długość osadnika, więc;

J-i.A.c

W równaniu tem należy podstawiać za h wartość naj-większą, w przypadku, gdy dno osadnika jest założonew spadku, względnie, jeżeli osadnik posiada przekrójpoprzeczny nieckowaty.

Chcąc zatem aby długość osadnika była jak naj-mniejsza, należy przyjąć jak najmniejszą głębokość.

Czas osadzania, czyli czas opadnięcia ziarnkao średnicy minimalnej d1} z warstewki najwyższej napowierzchni zwierciadła wody na dno osadnika, obliczasię z następującego równania:

t — —o v

38 d

"W praktyce mamy do czynienia głównie z dwiemaróżnemi grupami osadników, a mianowicie: a) z osadni-kami zakładów o sile wodnej i.bj osadnikami wodocią-gowymi, względnie różnych zakładów przemysłowychdla oczyszczania wody przed użyciem, lub po jej użyciu.

Przy zakładach o sile wodnej stopień oczyszcze-nia wody, doprowadzonej do turbin wodnych, możebyć z reguły znacznie mniejszy, jak przy osadnikachgrupy drugiej i to zależnie od konstrukcji turbin i ichwrażliwości na zeszlifowanie przez piasek. Przy naj-nowszych typach turbin dla małych spadów, t. j . pro-pelerowyćh i systemu Kapłana, małą wagę kładzie sięna stopień oczyszczenia wody z piasku, gdyż te tur-biny są mało wrażliwe na zawartość piasku w wodzie.Najbardziej wrażliwe są turbiny dla ciśnień wysokichi tu należy się liczyć z możliwie dokładnem odpiaszcze-niem wody. Jako najdalej idące wymaganie przy za-kładach o sile wodnej będzie zadanie strącenia z wodywszystkiego piasku o grubości ponad kilka dziesiętnychmilimetra średnicy. Drobniejsze zanieczyszczenia mine-ralne, poniżej 0,1 mm średnicy, są przy zakładach o silewodnej bez znaczenia.

P r z y k ł a d . Przy projektowanym zakładzie wo-dnym, zużywającym ilość przepływu wody Qwi3/sefe,dla

247

wytwarzania energji mechanicznej w turbinach dla wy-sokiego ciśnienia systemu !Prancis'a, wymagane jeststrącenie z wody ssiarn piasku o średnicy większej niż0,1 cm. Ciężar właściwy piasku oznaczono w wysokościy=2,6 grjcmK • . .

Wymiary osadnika obliczamy dla Q = 1 m^jsekz tem, źe dla objętości przepływu Qmsjs będzie sze-rokość całego osadnika Q razy większa.

Prędkość opadania obliczam według wzoru 23 go,z którego:

n i 2,05

c=33,Q.(2,6-1)°'683. ł2i — . = 13,05 cmls.,-.,: • .,;„ , (O,l+O,O22)lłB ''i. Tę wartość wyznaczyć można z nomogramu

(rys. 4), stawiając jedno ostrze cyrkla w punkcie dla y,odpowiadającym wartości równej 2,6, a drugie w punk-cie podziałki dr.odpowiadającym wartości ,0,1 cm. Takotrzymaną rozwartość cyrkla przenosi się równolegle dodrugiej linji, stawiając pierwsze ostrze cyrkla w punk-cie 0, przyczem drugie ostrze oznaczy nam szukanąwartość prędkości opadania c—13,00 cm/s.

Powierzchnia rzutu poziomego według równania38a jest: ' •

Prędkość przepływu wody przez osadnik v ozna-cza się z równania 37 b:

v=62,7 13,6 cmi sek.Przyjmując głębokość osadnika A=3,0m, otrzymuje

się długość osadnika według równania 38-go:

przekrój poprzeczny:

y "0,135szerokość osadnika:

. F . 7,i . ,

objętość: F=PA=7I66'.3,O=23,O8 ms,czas osiadania :

t- A_M_ -28lsek

Dla Q m3ls będzie szerokość osadnika równa B=b.Q—=2,47. Q, natomiast wymiary inne pozostają te samejak wyżej obliczono.

Obliczona w ten sposób długość osadnika byłabyodpowiednią, gdyby ruch wody w osadniku był jakw założeniu równomierny i prostolinjowy, t. j . gdybyprzyjęta prędkość przepływu wody przez osadnik byław każdym punkcie osadnika stała i o niezmiennymkierunku. Tak jednak w rzeczywistości nie jest, gdyż,jak wiadomo, prędkości nawet w tym samym punkciezmieniają się w czasie, z reguły bardzo znacznie.Zmiany te są największe w dolnych warstwach bez-pośrednio nad dnem. To powoduje, że aby nastąpiło osa-,dzenie się ziarnka piasku na dnie osadnika, musi byćdroga I znacznie większa, aniżeli obliczona według po-,wyżej przytoczonego przykładu, nieraz parokrotnie.

Druga przeszkoda ustalenia się.ruchu jednostajnegow całym przekroju poprzecznym, wynika z powodu na-turalnej dążności wody płynącej do serpentynowania.Powstają więc przy przepływie wody przez szerokiekoryto strugi wody, które przypierają raz do jednego,drugi raz do drugiego Brzegu koryta. "Wynikiemtego zjawiska jest wielce nierównomierny rozkładprędkości w całym przekroju poprzecznym osadnika."W pewnej części przekroju poprzecznego, t. j . w miejscugłównego nurtu wody, istnieją prędkości znacznie

Page 4: Nni.r 1f IU 7 fin c2AS°MSM Lbcpw.bg.pw.edu.pl/Content/4352/17ct1932_nr16.pdfszczególnych sort piasku oznaczono przy pomocy pikno-metru i mikroskopu. Wyniki tych badań, dotyczące

248

większe od prędkości przyjętej, zaś w innych miejscachsą one bardzo małe, niejednokrotnie zbliżając się dozera. Można nawet napotkać w osadnikach prędkościujemne, powstałe z powodu tworzenia się walców pio-nowych, w miejscach nagłego rozszerzania się przekrojupoprzecznego, albo przy zbyt ostrych skrętach kierunkuwody. Z reguły powstają wyżej wspomniane walce bez-pośrednio poniżej wlotu do osadnika, gdzie prócz roz-szerzania się przekroju poprzecznego istnieje zmianakierunku przepływu wody, wywołana koniecznościąodpowiedniego usytuowania osadnika.

Ponadto także wzgląd na gromadzenie się osadzo-nego materjału, oraz sposób usuwania go z osadnika,mogą być decydującymi co do kształtu i zasadniczychwymiarów dla osadników, niezależnie od wywodów ni-niejszych,

Z uwagi na powyżej przytoczone powody, wy-miary wykonanych osadników (chodzi tu zwłaszcza0 wymiar długości), przewyższają parokrotnie wymiarywyznaczone według powyżej załączonego przykładu.Dlatego obliczoną w sposób powyższy długość osadnikaI, a tem samem wyznaczonego czasu klarowania, należyz powodu nierównomierności ruchu powiększyć 2—4-krotnie, a nawet i więcej. Powiększenie to może byćmniejsze przy spokojnym przepływie wody przez osadnik,a więc przy mniejszej prędkości przepływu wody v,należy przeto w tym. razie stosować cyfrę powiększenianiższą. Do oznaczonej w ten sposób długości osadnikapowinno się osobno doliczyć długości części stanowią-cych przejście z otworu wlotowego do przekroju nor-malnego osadnika.

Przy rozszerzeniu należy stosować przejście łago-dne i jak najmniej zmieniać kierunek przepływu wodycelem uniknięcia tworzenia się walców wody. Tę oko-liczność uwzględnił Dr. Thoma przy projektowaniuotworu wlotowego przy wyzyskaniu sił wodnych rzekiIzary (Czasopismo Techniczne 1924, art. autora).

Dalej należy zwrócić szczególną uwagę na to,aby przepływ w samym osadniku był jak najbardziejrównomierny, co widzimy przedewszystkiem w osadni-kach systemu Dufour'a, który przez dodanie opornio,w formie krat drewnianych, rozbija tworzące się większestrugi wody i ujednostajnia w ten sposób przepływwody w całym przekroju poprzecznym osadnika.

Równanie 37 a nie dotyczy osadników zbudowa-nych na zasadzie samoczynnego płukania, z którychusuwanie osadzonego materjału odbywa się w sposóboi1gły> przy pomocy strug wody odprowadzających gro-madzący się piasek w pobliżu dna do upustu. Tu możnadopuścić prędkość przepływu znacznie większą. Dufourw swoich konstrukcjach osadników stosuje prędkośćprzepływu wody '25-35 cmjsek.

Oo do drugiej grupy osadników, t. j . osadnikówstanowiących integralną część ujęć dla zaopatrzeniamiejscowośoi w wodę użytkową, względnie do celówfabrycznych, to wymagany jest tu o wiele wyższy sto-pień oczyszczenia jak przy osadnikach grupy poprze-dnio opisanej. Najczęściej przeprowadza się tu oczy-szczenie wody zupełne w dwu stopniach, w osadnikach1 w filtrach. Zadaniem osadników jest zatrzymaniewszelkich zanieczyszczeń mineralnych, a w ogólnościmaterjałów cięższych odwody. Najdrobniejsze cząsteczkimineralne, pochodzące z produktów wietrzenia skałspotykanych na powierzchni ziemi, posiadają średnicęd około kilku tysięcznych centymetra. W osadnikachpowinien być zatem zatrzymany wszystek, a przynaj-mniej prawie wszystek materjał mineralny, część bo-wiem złożona z materjału najdrobniejszego może byćzatrzymana na filtrach, razem z resztą materjałów or-ganicznych.

Ta druga kategorja osadników, w odróżnieniu doomówionych osadników przy zakładach o sile wodnej,odznacza się tem, że ilości przepływu wody są tuznacznie mniejsze. Ilość przepływu wody jest równaprzeważnie kilkadziesiąt do kilkuset litrów na sekundę,a rzadko wynosi ponad 1,0 m^fsek^ Prędkość przepływuwody w osadniku wynosi nie więcej jak kilka mili-metrów na sekundę, czasem 1,0 mm, a nawet jeszczemniej.

Przepływ wody jest przeto bardzo zbliżony doruchu uwarstwionego. Ilość materjału osadzającegosię tu jest stosunkowo mała, a usuwanie go nie na-stręcza wielkich trudności, odbywa svę najczęściej przezusuwanie ręczne i wywożenie taczkami, przy zupełnemspuszczeniu , wody z osadnika. Potrzeba czyszczeniaosadnika zachodzi rzadko, powtarza się ono z regałynie częściej jak raz na kilka, względnie kilkanaściemiesięcy.

Powierzchnia rzutu poziomego osadnika P jeststosunkowo duża i z reguły dzieli się ją na szereg ko-mór, przez co obsługa poszczególnych komór, względnieoczyszczanie tychże, przez wyłączenie ich z normal-nego przepływu wody, jest wielce udogodnione.

W tych. osadnikach oczyszczanie się wody maprzebieg, który śoiślej nagina się do naszego rozumo-wania, aniżeli przy osadnikach pierwszego typu, po-wyżej omówionych, t. j . przy zakładach o sile wodnej.Główne czynniki, wpływające na konstrukcję osadnikóww przypadku pierwszym, mają tu znaczenie drugo-rzędne.

Przed projektem zatem osadników tego rodzaju,należy najpierw wykonać dokładne zbadanie ilości i ja-kości materjałów niesionych przez wodę, pod względemciężaru właściwego i wymiaru średnicy d. Badanie tonależy przeprowadzić wielokrotnie, w możliwie długimokresie czasu, tak, aby mieć obraz ruchu materjałówprzy różnych stanach wody, oraz przedstawić procentowązawartość różnych ziarn.

Następnie należy przyjąć najmniejszy wymiarśrednicy ziarnka d±, aby wszystkie ziarnka o średnicyrównej d1 i średnicach większych zatrzymać w osad-niku. Innemi słowy, ziarnka o średnicy mniejszej odpowyżej przyjętej wartości di, z powodu naprzykładznikomo małej ilości, mogą pozostać na filtrach bezszkody dla nich, względnie pozostaną nadal w wodzie,o ile cel użytkowania to dopuszcza. Dla przyjętej w tensposób wartości dy wyznacza się prędkość opadaniaW wodzie c przy pomocy wzoru 23-go, oraz średniąprędkość przepływu wody przez osadnik ze wzoru 37 b.

W dalszym ciągu, przyjmując głębokość &, wyzna-cza się przy pomocy równań 38—38 d wielkość prze-kroju poprzecznego, powierzchnię rzutu poziomego,objętość i długość osadnika, oraz czas osadzania się,czyli czas przepływu wody przez osadnik.

Obliczoną według równania 39 długość osadnika Ipowiększyć należy o kilkanaście do 80°/0, dla uwzglę-dnienia części przy wlocie i wylocie, gdzie przepływwody jest nierównomierny. Strugi wody bowiem w tychpartjach albo się zbliżają, albo oddalają, nie możezatem być mowy aby się tu odbywało prawidłoweoczyszczanie wody.

Głębokość osadnika h należałoby przyjmować jaknajmniejszą, jak to już poprzednio zaznaczono, stopieńbowiem oczyszczenia wody określony równaniem 38 c,

t. j . P= — , jest niezależny od głębokości, przy danem

z góry, względnie przyjętem c. Przyjmując zaś hwiększe, otrzymuje się z równania 38-go większą dłu-gość, a z równania 38b większą objętość robót ziemnych.

Dotychczasowy sposób projektowania osadników,polegający na przyjmowaniu zgóry czasu przejściawody przez osadnik, bez poprzedniego zbadania w wo-

Page 5: Nni.r 1f IU 7 fin c2AS°MSM Lbcpw.bg.pw.edu.pl/Content/4352/17ct1932_nr16.pdfszczególnych sort piasku oznaczono przy pomocy pikno-metru i mikroskopu. Wyniki tych badań, dotyczące

dzie zawartego materjału i to tak co do jego ilości,jak i wymiarów i ciężaru właściwego, należy uważaćza niewłaściwy. Przyjmując bowiem czas ten za krótki,naraża się budującego na straty i dodatkowe budowlew późniejszym czasie, przyjmując go natomiast zadługi, powiększa się bez potrzeby koszta budowy. Po-nadto zbyt długie zatrzymywanie wody w osadnikachsprzyja zwykle niepożądanemu rozwojowi drobno-ustrojów.

P r z y k ł a d . Dla zaopatrzenia w wodę miastaujmującego wodę z rzeki, należy zaprojektować osa-dniki. Największa ilość wody doprowadzanej na osa-dniki wynosi Q msjsek. Badania zawartych w wodziematerjałów wykazały, że zawartość ziarn o średnicyponiżej 0,001 cm jest znikomo mała i nie potrzebujebyć brana pod uwagę. Ciężar materjałów y wynosiokoło 2,0 gr\cm%.

Z równania 23 oznacza się prędkość opadania c,co najlepiej rozwiązać przy pomocy użycia djagramu(rys. 4), c=0,012 emjsek = 0,00012 mjs.

Poziomą prędkość przepływu przez osadnik ozna-czam natomiast ze wzoru 37 b:

v=62,7 (0,00L)'/3=0,627 cmjs.Tak oznaczoną prędkość pomniejszam dwa razy,

ze względu, że wzór 37 6 został wprowadzony dla ru-mowiska, którego ciężar właściwy jest znacznie większyt. j . równy około 2,6, więc:

«=0,311 cmjs - 0,00314 m\8.Powierzchnia rzutu poziomego według równ. 38 c:

Przyjmując głębokość osadnika h=S,0m obliczasię z równania 38-go potrzebną długość osadnika:

v 0,00314= T = 0,00012' ' = ' m'

a dodając do tego 20 procent, z powodu niejednostaj-nego przepływu przy wlocie, otrzymuje się całkowitądługość : J=l,2.78,5=94 m.

Przekrój poprzeczny osadnika z równania 38a:

F-0- = Q

v 0,00314Szerokość osadnika:

„ F

=(318.<9)m3.

Pojemność osadnika z równania 386:F=P.A=8333.C.2,0=24999(3 = oo(25000. Q)m\

Czas przepływu przez osadnik:

=30200 sekund = 008 godz. 23 min.t= — =v

94

249

Na zakończenie tej pracy muszę nadmienić, żematerjał, jaki jest do dyspozycji, jest niewątpliwiejeszcze za szczupły dla ostatecznego rozwiązania pro-blemu wytkniętego we wstępie. Proszę więc kolegów za-wodowych, którzy bliżej interesują, siękwestją osadnikóww tej pracy omawianą i posiadają, jakiekolwiek konkretnebadania, względnie pomiary związane z omawianemi tuzagadnieniami, o podzielenie się niemi ze mną,. W tensposób będzie można sprawdzić podane tu wzory, orazprzeprowadzić ewentualne w nich zmiany, względnieich dalsze zróżniczkowanie.

Li t e r a t u r a .1. M. Mazur: „Oczyszczanie wody w zakładach

o sile wodnej przy pomocy osadników". CzasopismoTechniczne 1924.

2. M. Huber: „Refleksje na temat hydrauliki".Czasopismo Techniczne 1926.

3. A. Bom: „Badanie objętości materjału unoszonegoWisłą pod Toruniem". Czasopismo Techniczne 1928.

4. M. Matakiewicz: „ Ogólna formuła na średniąchyżość przepływu w łożyskach rzecznych i kanałowych".

5. M. Broszko: „tiber turbuleute Strfimung durohEohren".

6. Troskolański: „Hydrodynamika".7. Ludin: „Die Wasserkrafte".8. Krey : „Widerstand von Sandkornern und Ku-

geln bei der Bewegung im Wasser".9. Lamb: „Lehrbuch der Hydrodynamik".

10. Kohn: „Beitrage zur Theorie und Praksis dermechanischen Bodenanalyse".

11. Kreuter: „Der Mussbau (Handbuch d. Inge-nieurwissenschaften)".

12. Jasmund: „Fliessende Gewasser" (Handbuchd. Ingenieurwissenschaften).

13. Schaffernak: „Neue Grundlagen f. d. Berech-nung der Geschiebefuhrung In Flusslaufen".

14. Schoklitsch: „Geschiebebewegung im Fliissenund an Stauwerken".

15. Forchheimer: „Hydraulik".16. Lanchester: „Aerodynamik".17. Schaffernak: „Die Theorie des G-eschiebetriebes

und ihre Anwendung" Z. d. Ó. I. A. V, 1916.18. Kozeny: „TJber die mechanische Wirkung des

fliessendes Wassers auf feste Korper". Die Wasser-wirtschafł 1929.

19. Deutsch: „Handbuch der Bodenlehre" IV B.20. Weyrauch; „Hydraulisches Rechnen",21. Lippke: „Das Abilussproblem des freifliessen-

den Stromes", Die Wasserwirtschaft 1931.Reszta literatury w tekście.

Inż. Robert SzewalskiĄajunkt Politechniki Lwowskiej.

Praca kierownic turbinowych przy ponadkrytycznych spadkach cieplnych.

I. Wstęp.Oś kierownicy turbinowej nachylona j est względem

płaszczyzny jej przekroju wylotowego pod kątem, któ-rego wielkość wywiera — jak wiadomo — doniosływpływ na sprawność danego stopnia turbinowego.Utworzony skutkiem takiego położenia osi t. zw. trój-kąt wylotowy, mieszczący się pomiędzy przekrojem wy-lotowym rachunkowym, t. j . najmniejszym przekrojemkierownicy (rys. 1, przekrój CD), a przekrojem skośniewzględem osi położonym {CE), nadaje kierownicy tur-binowej pewne właściwości specjalne, odróżniające ją

„Czasopismo Techniczne" Nr. 10 z r. 1932.

od przyrządu ekspanzyjnego o osi prostej, • jakiegoużywa się np. w technice pomiarowej. Dzięki bowiemtrójkątowi wylotowemu posiada kierownica turbinowazdolność opanowywania spadków cieplnych większychod krytycznego i tem samem szerszy obszar zastoso-walnośoi. To też w ostatnich stopniach akcyjnych tur-bin kondenzacyjnych, pracujących najczęściej przy du-żych ponadkrytycznych spadkach cieplnych, zastąpiłakierownica w zupełności droższą, i gorzej przystoso-wującą się do zmiennych warunków pracy dyszę. Tosamo można najczęściej powiedzieć o regulacyjnych

2

Page 6: Nni.r 1f IU 7 fin c2AS°MSM Lbcpw.bg.pw.edu.pl/Content/4352/17ct1932_nr16.pdfszczególnych sort piasku oznaczono przy pomocy pikno-metru i mikroskopu. Wyniki tych badań, dotyczące

250.

stopniach, turbin, wykonywanych wszak zwykle jakostopnie Curtisa ze znaczniejszym spadkiem cieplnym.Oto powody, dla których, znajomość praw ekspanzjipary w t. zw. trójkącie wylotowym kierownic nabierapraktycznego znaczenia i doniosłości. W. literaturzeznanych jest kilka metod rachunkowych traktującychten- problem, wszystkie w sposób przybliżony; z tychmetoda Meyer'a - PrandtPa '), zastosowana do przypad-ków praktycznych przez Loschge'go, traktuje problemten w całości, metody zaś podane przez Baer'a'') i Zer-kowitz'a 3) tylko częściowo, pozwalają bowiem jedyniena ocenę odchylenia strumienia pary związanego nie-rozłącznie ze zjawiskiem ekspanzji w trójkącie wyloto-wym. Zanim przejdziemy do krytycznej oceny poszcze-gólnych metod zajmiemy się czysto jakościowem roz-ważeniem danego zjawiska.

. Eys. 1.

Zgodnie z zasadniczemi prawami ekspanzji paryw przewodach, (równanie de St. Yenanfa) ustala się,w przekroju najwęższym kierownicy (CD) przeciwciśnie-nie (p2), o ile ono jest większe od ciśnienia krytycz-nego albo jemu równe. Strumień pary występuje wtedyz kierownicy — o ile, nawiasem mówiąc, prowadzonybył na dostatecznej długości w ściankach równole-głych — jako strumień zwarty, w kierunku osi przy-rządu, a więc bez odchylenia Ekspanzja pary ukoń-czona jest w przekroju najwęższym, trójkąt wylotowyjest „nieczynny". Inaczej ma się rzecz, gdy przeciw-ciśnienie (p%) spada poniżej ciśnienia krytycznego.Wtedy w przekroju najwęższym (CD) ustalają się pa-rametry krytyczne pary (ptn c*,-, vkr i t. d.), bezpośre-dnio zaś za tym przekrojem, koło krawędzi C, strumieńmając już możność dalszego powiększania swych prze-krojów poprzecznych — bowiem przestaje być prowa-dzonym w ściankach przyrządu — ulega dalszej eks-panzji. Trójkąt wylotowy odgrywa zatem w kierownicypracującej ze spadkiem cieplnym ponadkrytycznym po-dobną rolę, co część rozszerzająca się w dyszy de La-vala. Ekspanzja ta jednak połączona być musi z od-chyleniem strumienia pary. Podczas, gdy bowiem spa-dek ciśnienia od p^ do ps odbywa się koło krawędziO z natury rzeczy gwałtownie, na stosunkowo bardzokrótkiej drodze, to spadek ten wzdłuż ściany DE od-bywa się znacznie wolniej tak, że układ izobar pośre-dnich musi mieć, w przybliżeniu przynajmniej, cha-rakter pęku promieni wychodzących z punktu G, układzaś linij największego spadku ciśnienia w konsekwencjiposiadać musi charakter układu spółśrodkowych łukówkolistych ze środkiem w p. C. Ponieważ zaś w kierunkulinij największego spadku ciśnienia dodają się w spo-sób geometryczny do istniejących już prędkości nowe

') Prandtl, Physik. Zeitschriffc 1907.Meyer, Mitt. fiber Forscłmngsarbeiten, H. 62.Loschge, Z. d. V. D. I. 1916.

2) Baer, Z. d. V. D. I. 1916.3j Zerkowitz, Z. d. V. D. I. 1917.

prędkości składowe, nachylone wogólności, pod kątemwzględem osi przyrządu, tem samem więc strumieńpary ulec musi odchyleniu od dotychczasowego kierunkui to tem bardziej, im dalej posunięta jest ekspanzja.Ten hipotetyczny rozkład izobar jako pęku promieniwychodzących z p. G potwierdzony został przez do-świadczenie, że wymienię tylko ;doświadczenia Stodoli,Josse'go i Ohristleina, z tem, że promienie wychodzącez punktu G ulegają zakrzywieniu w kierunku prze-ciwnym ruchowi strumienia pary i kończą się przyścianie DE elementami do niej prostopadłemi. Takirozkład izobar jest także teoretycznie jedynie uzasa-dniony. Wszelkie bowiem inne przyjęcie, dopuszcza-jące w trójkącie wylotowym spadek ciśnienia prosto-padle do ściany DE, prowadziłoby konsekwentnie dokonieczności oderwania się strumienia pary od tejściany, co oczywiście jest niemożliwe, jak długo ciśnie-nie w strumieniu pary jest wyższe od przeciwciśnienia(pa). S t r u m i e ń pary musi z a t e m w y p e ł n i a ćc a ł k o w i c i e t r ó j k ą t wylotowy i o p u s z c z a gor o z b i e ż n y , P o s z c z e g ó l n e s t r u g i odchylają,się n i e j e d n o l i c i e od k i e r u n k u osi p r z y r z ą d u ,p r z y c z e m kąt o d c h y l e n i a n a j w i ę k s z y j e s tp r z y k r a w ę d z i C i m a l e j e s t o p n i o w o aż dozera p r z y ś c i a n i e DE.

Jakkolwiek interesującą jest rzeczą odtworzenieobrazu linij prądu w trójkącie wylotowym kierownicy,to jednak najważniejszą wydaje się być znajomość śre-dniego kąta odchylenia strumienia pary (o)̂ ), jako mia-rodajnego dla konstrukcji profilów łopatkowych danegostopnia. Zadanie to da się — jak zobaczymy — roz-wiązać wcale dokładnie.

Trudniej już jest odpowiedzieć na drugie pytanietechnicznie ważne: Jaki jest największy stosunek ciśnień

=-* dający się opanować daną kierownicą? W dyszy dePiLavala, w której pominiemy wpływ jej trójkąta wylo-towego, stosunek ten jest funkcją stosunku przekrojównajwiększego dyszy do najmniejszego. Trójkąt wylo-towy kierownicy przedstawia przez analogję takżetylko ograniczone możliwości ekspanzji dla strumieniapary, który nie może tu przecież rozszerzyć się do-wolnie szeroko. Im niższe jest przeciwciśnienie (p2),tem większa jest część „czynna" trójkąta wylotowegoi przy pewnej odpowiednio niskiej wartości stosunku— cały trójkąt wylotowy kierownicy bierze już udziałViw ekspanzji strumienia pary; dalsze obniżanie przeciw-ciśnienia prowadzi wtedy do ekspanzji poza kierownicą,która — jak wykazuje rachunek — nawet w przypadkuteoretycznym, tj. bez tarcia, odbiega od adiabaty, do-starczając w rezultacie odpowiednio mniejszych pręd-kości pary. Gdyby izobary z p. C miały przebieg cał-kowicie prostolinijny, natenczas możnaby określić ciśnie-nie na izobarze wpadającej w płaszczyznę wylotowąCE, a tem samem byłaby dokładnie znaną granica, dojakiej doprowadzoną być może ekspanzja w obrębiesamej kierownicy. Wiedzielibyśmy, do jakiego stosunku

ciśnień — stosować prawidła ekspanzji ważne dla kie-Pi

równie, a gdzie zacząć stosować wzory na ekspanzjęw szczelinie. Tak jednak nie jest. Istnieje wprawdziepewna izobara graniczna mieszcząca się jeszcze całko-wicie w obrębie trójkąta wylotowego kierownicy (prostaCE jest styczną do niej w p. C), ale poza nią istniejecały obszar izobar mieszczących się częściowo w obrę-bie kierownicy, częściowo zaś poza nią. Do tego ob-szaru niewiadomo jakie stosować wzory. Jeśli zatemokreślenie największego stosunku ciśnień Sl ; dającego

,' , , . ' Pisię opanować daną, kierownicą, ma za cel ustalenie

Page 7: Nni.r 1f IU 7 fin c2AS°MSM Lbcpw.bg.pw.edu.pl/Content/4352/17ct1932_nr16.pdfszczególnych sort piasku oznaczono przy pomocy pikno-metru i mikroskopu. Wyniki tych badań, dotyczące

251

granicy, do jakiej ważne są, pewne wzory, a od którejzaczynają, obowiązywać inne, to granica taka ściśleustalić się nie da.

II. Metoda Prandtl - Meyer - Loschge.

Teorja Prandtl'a i Meyer'a ustaliła prawidła eks-panzji dla nieskończenie szerokiego strumienia gazu,występującego około krawędzi z szybkością ponadkry-tyczną z obszaru wyższego do obszaru niższego ciśnie-nia. Założenia teorji tej, opartej na analogji do teorjit. zw. zjawiska Mach'a, są następujące:

1. Strumień gazu stanowi układ izolowany, nie-poddany działaniu sił zewnętrznych, ani nie wymienia-jący ciepła z otoczeniem.

2. ruch gazu jest ustalony, nieobarczony tarciem;3. stan gazu wzdłuż promieni wychodzących z p.

C jest niezmienny.

cej na niej prędkości pary,, otrzymujemy za Meyer7emzwiązki (rys. 2):

Rys. 2.

W założeniach teorji PrandtPa i Meyer'a dopa-trzył się pierwszy Loschge dużego podobieństwa dowarunków ekspanzji pary w trójkącie wylotowym kie-rownicy pracującej z ponad krytycznym spadkiem ciepl-nym, gdzie około krawędzi C równoległy dotąd stru-mień pary występuje również z obszaru niższego ciśnie-nia. Loschge też zastosował pierwszy do kierownic wy-niki teorji Prandtl'a i Meyer'a.

35

co'

30

25

20

15

10

I

li\ \

.i112\ ii-..\

\\\\ \\ \W\ \><;

\\•\ X

\ \

k'1,50k-1135

\

PrM-.L.

\\

0,1 Q2 0,5

Bys. 4.

0.9 0,5 -%>~ 0.8

fc+1

oraz przynależny kąt odchylenia pary:. ... (3)

Dla każdego stosunku — < — można tą drogą

ustalić:1. położenie dowolnej izobary (p) w trójkącie wy-

lotowym ;2. przynależny kąt odchylenia strumienia pary.

Dla danej zaś kierownicy obliczyć można naj-

mniejszą wartość stosunku — , a więc granicę ekspanzjiPi

pary w trójkącie wylotowym (po podstawieniu we wzo-rze (1): 95=90°—a, gdzie a jest kątem pochylenia roz-patrywanej kierownicy turbinowej).

Poniżej zestawienie liczbowe wyników i wykres(rys. 4).

pPi

0,000,050,100,150,200,250,300,350,400,450,500,54570,550,5774

<P

249°37'112 3096 384 2874 5166 2058 1650 2142 1333 2022 300 0

fc=l,30

ę

90° 00'67 1062 2758 3054 4350 5346 4942 1737 330 3421 340 0

w

159°37'45 2033 3625 5820 815 2711 278 45 102 460 560 0.—

/c-1,136

f

367° 54'119 50102 1590 180 471 1863 1055 1947 2639 0829 46

—17 200 0

w

90n00'66 3562 2558 5455 3352 848 3244 U40 234 3627 35—

16 510 0

co

267° 54'53 1539 6031 724 3119 1014 38

• 10 457 244 322 11—0 290 0

Ponieważ podług tej teorji wszystkie strugi paryodchylają się jednakowo, tem samem powstaje pewnegorodzaju „zakrzywiony strumień równoległy". Meyer po-dał nawet równanie linij prądu, posługując się układemspółrzędnych biegunowych:

W tem: ro=GD — jest szerokością strumienia w prze-kroju najwęższym.

"Wynik ten nie może być oczywiście słuszny, bostrumień pary musi wypełniać całkowicie trójkąt wy-lotowy. Zastanówmy się zatem nad tem, o ile założe-nia teorji Prandtl'a i Meyer'a odbiegają od rzeczy-wistych warunków ekspanzji pary w trójkącie wyloto-wym kierownicy ?

Ad 1. Działanie sił zewnętrznych, fcj. w tym przy-padku sił masowych, można istotnie doskonale pominąćz powodu stosunkowo bardzo nieznacznej gęstości ciałgazowych. Podobnie też okazuje się słuszńein założe-nie adiabatyczności przebiegu.

Ad 2. W rzeczywistości przepływ przez kierow-nicę obarczony jest tarciem. Jak wykazują poświadcze-

i j d k t t ł u ' k i e r i a h bardzoOznaczając przez cp kąt zawarty pomiędzy do- nia są jednak straty przepływu w'kierownicach bardzoją p p ą y p ę ywolną izobarą (p) w trójkącie wylotowym a kierunkiemCD, oraz <? = 90° — ę — kąt Mach'a; t. j . kąt zawartypomiędzy rozpatrywaną izobarą a kierunkiem panują-

ą j y p p ynieznaczne, jak wogóle w przyrządach, w których od-bywa się zamiana ciśnienia na prędkość. Samo nie-uwzględnienie tarcia nie odbierałoby zatem wzorom

Page 8: Nni.r 1f IU 7 fin c2AS°MSM Lbcpw.bg.pw.edu.pl/Content/4352/17ct1932_nr16.pdfszczególnych sort piasku oznaczono przy pomocy pikno-metru i mikroskopu. Wyniki tych badań, dotyczące

252

Meyer'a praktycznej ważności jako przybliżonemu roz-wiązaniu problemu").

Ad 3. Przyjęcie prostolinjowego przebiegu izobarjest właściwem źródłem niedokładności wzorów Meyer'aw zastosowaniu do kierownic. Założenia Meyer'a słusznesą jedynie dla strugi pary płynącej w bezpośredniejbliskości krawędzi C i dla niej jedynie podają wzoryte właściwą wartość kąta odchylenia.

Eeasumując powyższe powiemy, że teorja Meyer'apodaje z wystarczającą dokładnością jedynie największą

• wartość kąta odchylenia pary w kierownicy dla danego

stosunku—, nie daje natomiast możliwości określeniaPi

średniej wartości tego kąta, miarodajnej dla konstrukcjiprofilów łopatkowych.

III. Metoda Baer'a.Metoda podana przez Baer'a, uchodząca w litera-

turze turbinowej za metodę przybliżoną w przeciwień-stwie do dokładnej metody Prandtl-Meyer-Loschge,przyjmuje, że strumień pary opuszcza kierownicę porozprężeniu się do przeciwciśnienia (p2) jako strumieńzwarty, równoległy. Ponieważ wysokość strumienia niemoże ulec zmianie, jeśli ekspanzja ukończoną jestw obrębie samego trójkąta wylotowego, przeto musisię zmienić jego szerokość, a to w stopniu wynikają-cym z zastosowania równania ciągłości do dwóch prze-krojów, krytycznego CD i końcowego EF (rys. 3).

Ponieważ metoda ta opiera się na zastosowaniuzasady ciągłości strumienia pary do dwóch przekrojówCD i EF, przeto odpowiadające tym przekrojom para-metry cfo., vh., ?'JS i cs musiałyby dla tych przekrojówprzedstawiać wartości przeciętne. Tymczasem tylkotrzy pierwsze czynniki (%,•> v!cr, v2), obliczone podługrecepty Baer'a z ogólnych prawideł ekspanzji pary,czynią zadość temu warunkowi. Czwarty natomiastczynnik (c2) jest w przekroju EF wybitnie zmienny,co wynika z faktu istotnej rozbieżności strumienia parywypływającego z kierownicy.

Rys. 3.

Jeżeli oznaczymy przez: a — kąt pochylenia kie-rownicy, zaś przez: co — kąt odchylenia strumieniapary, otrzymamy:

ETF=CE.sin (a+a),CD—GE. sin a,

i wreszcie:

sin(a-i-Gj)= s i n a , - ^ . — .

W równaniu tem nieznane jest tylko a i możnaje stąd obliczyć podług Baer'a nader prosto, wstawia-jąc wartości za pozostałe zmienne: a, e^, t̂ ,., vit c2,bądźto dające się oznaczyć z zasadniczych praw eks-panzji pary, bądź też podlegające przyjęciu (a). Stratyprzepływu uwzględnić jest tutaj łatwo. Charaktery-styczną dla danej metody jest wynikająca z niej, a nie-dająca się zresztą należycie uzasadnić, zależność kątaodchylenia co od wielkości kąta pochylenia kierownicy a !

Co do największego stosunku ciśnień dającegosię opanować daną kierownicą nie pozwala metoda nawyciąganie jakichkolwiek wniosków.

*) Inna rzecz, że uwzględnienie tarcia we wzorach Meyer'anie jest wogóle możliwe bez naruszenia jego podstaw matema-tycznych, kłóci się bowiem z przyjętem za podstawę teorji rów-naniem ruchu niewirowego. Losohge „uwzględnił" wprawdzietarcie w tych wzorach, stosując jedynie zamiast równanie adia-baty równanie politropy o wykładniku: w<&, nie zmieniającpraytem ogólnej budowy i formy zewnętrznej równań Meyer'a,sposób teu jednak, zatrzymując za podstawę teorji nadal rów-nanie ruchu niewirowego, jest teoretycznie nieścisły, a znacze-nie praktyczne posiada o tyle tylko, o ile pozostałe założeniateorji Meyer'a spełniają warunki zagadnienia.

Nawiasem mówiąc, otrzymał Łoschge przy uwzględnieniu• tarcia mniejsze kąty odchylenia dla tych samych stosunków— , dla danej zaś kierownicy możność opanowywania większychspadków cieplnych niż bez uwzględnienia tarcia.

"Wartość średnia: CgA-«= 8 ' jest niewąt-r

pliwie znacznie mniejszą od c2 obliczonego z równaniade St. Yenanfa wzgl. spadku cieplika pary w kierow-nicy, a to tem bardziej, czem mniejszą jest część czynnatrójkąta wylotowego. Możemy zatem przypuszczać napodstawie samych rozważań natury ogólnej, że metodaBaer'a dostarcza w ogólności za małych kątów odchy-lenia pary, przyczem błąd największy procentowo przynieznacznem tylko przekroczeniu spadku krytycznegomaleje w miarę, jak coraz to większa część trójkątawylotowego bierze udział w ekspanzji strumienia pary.Rachunek porównawczy potwierdzi tylko słuszność [na-rzucającego się stąd wniosku, że metoda ta nie możebyć żadną miarą uważana za metodę przybliżoną, po-nieważ polega na niedopuszczalnem uproszczeniu zja-wiska.

Celem porównania wyników metody Baer'a z me-todą Prandtl-Meyer-Loschge poddamy zasadniczy wzórBaer'a przeróbce, polegającej na sprowadzeniu wszyst-kich zmiennych niezależnych do trzech tylko zmień-

nych: k, a i — . Założymy przytem dla porównaniaP\

ekspanzję podług teoretycznej adiabaty:sin (a+co)

sin aPodstawiamy:

*'

6) Całkowanie rozciąga się na całą powierzchnie prze-kroju EF.

Page 9: Nni.r 1f IU 7 fin c2AS°MSM Lbcpw.bg.pw.edu.pl/Content/4352/17ct1932_nr16.pdfszczególnych sort piasku oznaczono przy pomocy pikno-metru i mikroskopu. Wyniki tych badań, dotyczące

253

Stąd:

sin (a + cj)

sina - V l I 2 \4-1

\k+V \

PiPi

0,000,050,100,150,200,250,300,350,400,450,500'54570,550,5774

«=12°

29°66'13743110000

3455581059103715

40

«- .16°

46°20'1810

64210000

5450461741355421

50

1,30

« -

25«1485321000

20°

i nt

4412925

13

2760

«=24°

33»34'17106421000

47494712281833

70

a=12°

43° 18'1710

6421100

00

672432164344

029

9

80

1; = 1 ,

a=16°

25° 2Tt148532100

00

2155474021213912

40

13E

a=20°

35° 141811742100

00

5032304159435016

50

«=24»

63° 43'2414953210

00

1628134641

71

20

60

Kąt odchylenia w jest zatem funkcją trzech zmien-nych J—, a, k\. Poniżej zestawienie liczbowe wyni-

\Pi /ków i wykres (rys. 4).

Przy małych wartościach - - wypada z rachunku

sin(a + <u) > 1; zachunek zatem zawodzi.Uwzględnienie tarcia prowadzi do większych ką-

tów odchylenia; efekt przeciwny niż podług Loschge'go.

Porównanie kątów odchylenia obliczonych podługBaer'a i Mayer'a - Prandtl'a mówi samo za siebie. Kątyobliczone metodą Baer'a stanowią w zakresie częściej

zdarzających się stosunków ciśnień I— 2 > 0,361 conaj-\Pi '

wyżej dwadzieścia kilka procent wartości obliczonychmetodą Meyer'a. Natomiast zgodność "wartości obliczo-nych obydwiema metodami przy bardzo małych war-tościach — (ooO,05) jest wogóle bez znaczenia, skoroekspanzja w trójkątach wylotowych kierownic kończysię już przeważnie na stosunkach ciśnień: ~ =0,20—0,15.

Pi(Dok. nasi).

Wiadomości z literatury technicznej.Obróbka metali.

•— Obrabialność odlewów stalowych. Za miarę porów-nawczą obrabialności metali uznajemy między innemi takąprędkość skrawania, która zapewnia pracującemu narzędziuokreślony zgóry czas trwania w stanie zdatnym do użytku.Wyniki otrzymane drogą toczenia, wiercenia, frezowaniawzględnie strugania różnią się między sobą, ponieważ każde-mu z wymienionych sposobów obróbki towarzyszą inne spe-cyficzne warunki pracy. Przytoczone w niniejszej wzmiancedane z doświadczeń nad obrabialnością odlewów stalowych,otrzymano zapomocą wiercenia, ustaliwszy jako poziom po-równawczy dla prędkości skrawania czas, potrzebny do wy-wiercenia otworów o łącznej długości 2000 mm (patrz: A.Wallichs u. H. Beutel: „Die Zerspanbarkeit des> Stahl-gussesim Bohrvorgang". Die Giesserei 25/1932, S. 241-245).Zbadano wpływ na obrabialność odlewu stalowego następu-jących czynników :

a) zawartości węgla,b) sposobu obróbki termicznej,c) zawartości krzemu,d) zawartości fosforu i siarki,e) smarowania i chłodzenia.Wzrastająca zawartość węgla pogarsza obrabialność

odlewów stalowych. Zbadano dwie próbki: próbkę W10 (C/o == 0,217, Br = 50,0 kg/mm*, Ax 5% = 24), oraz próbkę W9(C°/o =0.28, Br=47,25 kg/mm2, J«5°/0 = 16). Przyrost po-równawczej prędkości FŁ wynosił 3,5 mjmin na korzyśćmałowęglistej próbki WIO.

Odlewy stalowe ulepszane obrabiają się gorzej, niżeliwyżarzane. Zbadano zachowanie się w czasie obróbki od-lewu stalowego, zawierającego 1,3°/0 niklu, obrobionego ter-micznie w dwojaki sposób. Jedną próbkę W16 wyżarzonoW temperaturze 700° C, drugą JF17 ulepszono, hartującw oleju i odpuszczając w temperaturze 680° O. Obie próbkiwykazały po wymienionych zabiegach termicznych identycznąwytrzymałość na rozerwanie Br. Przyrost porównawczejprędkości skrawania wynosił 4,5 mjmin na korzyść wyża-rzonej próbki WIG.

Doświadczenia uwidoczniły również szkodliwy wpływkrzemu na obrabialność odlewu stalowego. Gatunki bogatew krzem tworzyły podczas wiercenia wióry, które zwijając

się ciasno z trudnością wychodziły z kanałów wiertła.W następstwie tego ostrze nagrzewało się zbyt silnie i od-puszczało się łatwo.

Wpływu zawartości fosforu i siarki nie ustalono do-statecznie ściśle, ponieważ podczas skrawania oddziaływałyi inne czynniki, których nie zdołano wyeliminować.

Wybór środka chłodzące smarującego, np. wody luboleju wiertniczego, należy dostosowywać do gatunku obra-bianego odlewu stalowego. Tam, gdzie z powodu trudnegoodprowadzenia wióra następuje silne nagrzanie ostrza należystosować wodę, która jest środkiem intensywnie chłodzącym.Olej wiertniczy dobrze spełnia swoje smarujące zadaniew wypadku gatunków, które tworzą wióry łatwo wycho-dzące z otworu. L. E.

— Obróbka metali. Ciekawy artykuł p. t, : „Die Arbeits-verfahren der Feinstbearbeitung", który traktuje o nomen-klaturze i podziale licznych sposobów obróbki, służących donajdokładniejszego wykończenia powierzchni metali, zamiesz-cza Dr. inź. Alf Schroeder w czasopiśmie MascMnetibau Nr.10, str. 205—209, z 19 maja 1932 r. Autor w sposóbtrafny przeprowadza systematyczny podział pomiędzy okołostu róźnorakiemi czynnościami obróbczemi, znanemi w lite-raturze niemieckiej pod rozmaitemi nazwami, które na pierw-szy rzut oka są niczem innem, jak tylko polerowaniom po-wierzchni, a jednak każda z nich ma specyficzne zastoso-wanie i metody pracy. Takie celowe zestawienio ułatwianiepomiernie studjującym niemiecką literaturę obróbczą zro-zumienie całego szeregu nazw operacyj, niewytłumaczonychdotychczasowo dostatecznie w tejże literaturze, oraz pozwalazorjentować, gdzie się kończy jeden sposób dokładnej obróbki,

a zaczyna inny. L. E.

Drogi.— Wyścigi samochodowe jako sprawdzian poprawy

dróg. We Włoszech odbywają się rokrocznie od r. 1927począwszy słynne wyścigi samochodowe „Mille Miglia" (Ty-siąc mil), które rozpoczynając się w Brescji przechodząprzez Parmę, Bolonję, Florencję, Sienę, Rzym, Perugię, Ma-cerata, Ankonę, ponownie Bolonję, Padwę, Treviso i kończąw Brescji. Wyszczególniona sieć drogowa w formie ósemkima długości 1630 hm.

Togoroczny (9/4= 1932) zwycięzca przebył tę drogęw 14 g. 55 m. 19 s-j co daje wprost zawrotną chyźość

Page 10: Nni.r 1f IU 7 fin c2AS°MSM Lbcpw.bg.pw.edu.pl/Content/4352/17ct1932_nr16.pdfszczególnych sort piasku oznaczono przy pomocy pikno-metru i mikroskopu. Wyniki tych badań, dotyczące

254

109.601 kmjg, która tem więcej musi zastanawiać, iż więcejniźli połowa podanej drogi przypada na partje górskiea nadto normalny rucb na drodze nie jest w czasie 'Wyści-gów wstrzymany.

Pomijając szereg dalszych sportowych dat, odnoszą-cych się do tego wyścigu, które nas zresztą mniej intere-sują, należy zwrócić uwagę na wpływ stanu dróg na osią-gane w tym wyścigu rekordy.

Jak wiadomo, unowocześnienie dróg włoskich rozpo-częło się w r. 1928 i postępowało z roku na rok. Załączonyszkic przedstawia stan dróg objętych tym wyścigiem w kwie-tniu 1928 oraz kwietniu 1931 r.

BrcsdaBrem TrwiSO

• me przebudowanetv przebudowie

przebudowane Rzym

Kwiecień

192719281929193019311932

Przeciętnachyżość

Itmlg

77.23884.12889.680

100.450101.146109.601

Przebudowaobejmowała

1230507088

Europa . .Stany Zjed.Am. płnc.

Reszta -świata • .

Samochodyosobowe

1932

3.96

22.67

2.87

1981

3.77

28.25

8.01

Samochodyciężarowe

1932

1.46

8.37

0.74

1931

1.84

3.41

0.74

Omnibusy

1982

0135

0.075

0.039

1931

0.151

0:081

0.087

Motocykle

1932

2.24

0.10

0.27

1931

2.43

0.11

0.30

Stan w kwietniu 1928 Stan w kwietniu 1931

Poniżej w zestawieniu podaje się daty odnoszące siędo rekordów wyścigowych w każdym roku oraz procentuprzebudowy dróg:

Z zestawienia tego wi-dzimy, iż przy realizacjiprzebudowy w 88°/0 po-większenie się chyźościwyniosło 42 °/0. Okazujesię z tego, że zainicjowaneroboty drogowe we Wło-szech były celowe.

Wytyczne punkty, którymi kierowała się przy prze-budowie rzeczonych dróg „Azienda Autonoma Statale deliaStrada" były następujące:

1. Minimalna szerokość jezdni 8 tii z rozszerzeniemW krzywiznach.

2. Minimalny promień krzywizny 50 m,3. W krzywiznach spadek poprzeczny jednostronny

w granicach 4—8°/0.4. W zasadzie zastosowano kilkakrotne powierzchniowe

utrwalenie nawierzchni emulsją asfaltową, natomiast w wy-padkach specjalnych, w pobliżu miast wykonano rozmaitenawierzchnie nowoczesne jak: topeka, bitulit, sintex, betoni bruk kamienny.

5. Zastosowano staranną sygnalizację tablicami ostrze-gawczenii odnośnie do wszystkich partji niebezpiecznych,(Prof, E. Thomann. Schweizerisehe Zeitschńft fur Słrassen-wesen). E. B.

— Światowa statystyka samochodowa. Wedle dat ame-rykańskich było na świecie w ruchu z dniem 1 styczniali)3"2 — 35"7 mil. pojazdów mechanicznych (1/1 1931 —35'8 mil), co przedstawia 0'3°/0 ubytku w odniesieniu dodaty z r. 1931. Jak z powyższego widzimy kryzys gospo-darczy odbił się w tej dziedzinie stosunkowo nieznacznie.Stan ten podany w milionach sztuk przedstawia się w po-niższej tabelce.

W Europie zatem stan pojazdów mech. z wyjątkiemomnibusów i motocykli nieco się nawet powiększył, podczasgdy w Stanach Zjednoczonych daje się we wszystkich ty-pach zauważyć na razie skromny ubytek, Najsilniejszy uby-tek wykazują motoc3'kle.

Znacznie gorzej przedstawia się natomiast statystykap r o d u k c j i s a m o c h o d ó w . Kiedy w r. 1929 światowąprodukcja samochodów obejmowała 6.2 mil. sztuk o wartościokoło 34.3 miliardów, to w r. 1931 spadła na 3 mil. sztukz szacunkową wartością około 14.5 miliardów zł. Z całko-witej produkcji w r. 1931 przypada 79% n * Stany Zje-dnoczone i Kanadę a 18°/0 na europejski przemysł auto-mobilowy. (Verhehrstechnih Nr. 10 dx 1932). E. B.

Miernictwo.— Nowe mikroskopy do odczytywania podziałów lim-

busu przy teodolitach A. Fennela. Nowe mikroskopy różniąsię tem od powszechnie znanych, że pomiędzy ich objekty-wem a polem widzenia jest umieszczona płytka szklanna

o ścianach równoległych.Płytkę tę można dowolniepochylać zapomocą leniw-ki. Przez takie pochylanieprzesuwa się obraz podzia-łu limbusu względem nit-ki umieszczonej w polu wi-dzenia mikroskopu. Wiel-kość przesunięcia tegoobrazu podziału może byćpomierzona na dodatko-wym podziale, który jestumieszczony w polu wi-dzenia lunety. Z płytkąnatomiast jest połączonamarka do odczytywaniaw ten sposób, że przy

pochylaniu płytki przesuwa się ona wzdłuż wymienionejpomocniczej podziałki. Rys. 2 przedstawia pola widzeniatakiego mikroskopu. W dolnej połowie pola widzenia widaćobraz podziału koła poziomego. Do odczytywania służy wi-doczna nitka stała. W górnej połowie pola widać ów po-dział pomocniczy umieszczony w płaszczyźnie pola widzenia

Rys. 1.

Rys. 2.

oraz markę wędrującą w miarę pochylania płytki. Podziałobejmuje 10 interwałów tak dobranych, że przesunięciuobrazu podziału limbusu o 3/G° odpowiada wędrówka markipodziału pomocniczego o 10 kresek tak, że 1 interwał od-powiada 1'.

Przy mniej dokładnych pomiarach, gdzie nam zależyprzedewszystkiem na pośpiechu, możemy używać mikroskopujako szacunkowego, oceniając odczyt do 1' bez używaniapodziału pomocniczego, np. odczyt wykonany na dolnympodziale rys. 2. 24° 36'. Przy dokładniejszych pomiarach

Page 11: Nni.r 1f IU 7 fin c2AS°MSM Lbcpw.bg.pw.edu.pl/Content/4352/17ct1932_nr16.pdfszczególnych sort piasku oznaczono przy pomocy pikno-metru i mikroskopu. Wyniki tych badań, dotyczące

255

należy tak pochylić płytkę, ażeby nitka pokryła się z kre-ską podziału 24° 30', wskutek tego marka przesunie sięwzdłuż podziału górnego i zajmie położenie odpowiadające5',7; całkowity odczyt więc wynosi 24° 35',7.

Takiemi mikroskopami opatrzony jest teodolit 9 cm,natomiast przy teodolitach 12 cm. wprowadza Fennel mikro-skopy o podziale dodatkowym dzielonym na 30 części, także można odczytywać do 2 0 " a oceniać nawet do 2" .

Podkreślić należy wielkie zalety tych mikroskopów,które przy zachowaniu wszystkich zalet mikroskopów sza-cunkowych, pozwalają na osiągnięcie dokładności odpowiada-jącej mikroskopom ze śrubą mikrometryczną. (Zeiłschriftf. lnstr. 1932.). Dr. K. W.

Koleje.— Sowieckie drogi żelazne. Zeilung d. Vereins Deutscher

EisenbahnverwaUungen (Nr. 35 z r. 1931) podaje ciekawedane co do rosyjskiego kolejnictwa, odbiegające znacznieod dat urzędowych.-

Z 586.640 km sieci kolejowej ruch utrzymuje się zale-dwie na 37.500 km linij głównych. Drugie tory i większośćlinij bocznych nie jest obsługiwana skutkiem braku taborui lichego stanu nawierzchni.

Stan ilościowy parowozów 20.500, z czego 1200 no-wych, dostarczonych przez Niemcy i Szwecję. Do ruchuzdolnych jest całkowicie 2.300 parowozów. Z 21.800 wago-nów osobowych kursuje 17.500, z tych wiele w bardzozłym stanie. Z 460.000 wagonów towarowych kursuje110.000 do 115.000 jednostek; w stosunkowo najlepszymstanie z nich'są. cysterny w ilości 14.000.

.. In&. A. W. Kriiger.

RECENZJE I KRYTYKI.I. Biuletyn Towarzystwa Geofizyków w Warszawie.

(Kwartalnik, Warszawa 1932, zeszyty 1—5).Pragniemy tu zwrócić uwagę czytelników Czasopisma

Technicznego na powyższe wydawnictwo, gdyż zawiera onorównież artykuły obchodzące blisko inżyniera hydrotech-nika, — artykuły, "w których pod rozległym płaszczem ge-ofizyki wykłuwają się definicje zasadniczych pojęć hydrolo-gicznych, względnie hydrotechnicznych. Praca to niezmier-nie ważna i podstawowa, do której ; zresztą musimy się wziąćsami, jeżeli definicje te mają odpowiadać charakterowi na-szego kraju, naszych rzek i strumieni. Na pierwszy planwysuwają się, w tem wydawnictwie prace tak wybitnychinżynierów, jak prof. Rybczyńskiego, Zubrzyckiego i Rundy.Jedną z tych prac pragnę na tem miejscu pokrótce omówić,nie W; celu krytyki, ale aby wziąć udział w dyskusji, jakasię nad poruszonym tematem powinna rozwinąć. Chodzi mio artykuł prof. M. Rybczyńskięgo p. t . : „ K i l k a u w a g0 c h a r a k t e r y s t y c e p r z e p ł y w ó w " 1 ) . Chodzi tu p roz-graniczenie od siebie stanów niskich, wysokich i średnich.

Autor nie godzi się ani z koncepcją szefów biur hy-drograficznych' środkowej Europy z r. 1909 (oznaczenie sta-nów średniego z najniższych, średniego z średnich" rocznych1 średniego z najwyższych z'okresu -lat i. przepołowienieinterwałów), ani z koncepcją Niesułowskiego J} (opierającąsię na częstości występywania stanów wód; rozgraniczenie

stanowią stany Hgr = 7-=—, odcięte po obu stronach stanu

średniego z średnich, rocznych), lecz przedstawia własnąkoncepcję, polegającą na następujących zasadach:

Prof. Rybczyński odróżnia rzeki górskie nizinne i. pły-nące z obszarów bagnisk i akcentuje odrębność ich charak-teru. Przyjmuje, źe rozgraniczenie nie powinno się opieraćwyłącznie na statystyce, ale musi brać również pod uwagę

mechanizm spływu wóds) i proponuje wzięcie za podstawęrozgraniczenia stanów wody działanie rozmaitego rodzajuretencji, a w szczególności uznanie jako stany wysokie tych,które odpowiadają przepływom następującym bezpośredniopo opadach, zaś jako stany niskie tych, przy których głównarola przypada odpływom wód podziemnych, miejsce pośred-nie zajmują stany średnie. Praktycznie, tytułem próby,przyjmuje autor następujące wyznaczenie punktów rozgra-niczenia : Należy się oprzeć na krzywej sumy czasów trwa-nia stanów wody, w której występują dwie wybitne proste,prosta stanów wysokich i prosta stanów średnich; linja po-łowiąca kąt między obiema prostemi oddzieli na krzywejsumy czasów trwania stany wysokie od średnich. Jako roz-graniczenie stanów średnich i niskich przyjmuje autor dolnypunkt przegięcia krzywej sumy czasów trwania stanówwody 4).

Jakkolwiek wywody autora cechuje znakomita znajo-mość charakteru rzek ż przebiegu przepływu ich wód, orazjakkolwiek przedstawione w jego pracy podstawy rozgrani-czenia stanów wody wydają mi się ze wszech miar słusznei racjonalne, to jednak w interesie samej sprawy muszępodnieść pewne wątpliwości co do uzyskanego przez niegopraktycznego rezultatu, przedewszystkiem o ile chodzi o naszerzeki górskie i o przeważającym charakterze górskim (kate-gorje 1. i 2. na str. 11), Autor zdołał już wprawdzie zmniej-szyć ilość dni trwania stanów „średnich" w porównaniuze swymi poprzednikami, ale zawsze jeszcze u niego stanyśrednie trwają przez 7 miesięcy w roku! Dawałoby to na-szym rzekom górskim może zbyt pochlebne świadectwoi spokrewniałoby je z alpejskiemi rzekami, płynącemi z lo-dowców i pól wiecznych śniegów, a gdy zima i jesień zwykleSą u nas posuszne, mielibyśmy według tego u nas widokina jakiś stan średni wiosenno - letni ? W chwilach wątpli-wości uciekamy się o radę do naszych profesorów i mnie tuprzypomina się zdanie śp. profesora Rychtera: „Nasze rzekimają długotrwałe stany niskie, a stany średnie są tylkoprzejściowemi". Wprawdzie to było powiedziane bardzodawno, ale własne doświadczenia nie osłabiły we mnie wiaryw słuszność tego twierdzenia. Sądzę przedewszystkiem, zerozgraniczenie stanów średnich i wysokich leży stosunkowoniedaleko ponad stanem średnim rocznym. Przypomina n.isię żywo pomiar hydrometryczny, przeprowadzony przezemnie8j£ 1902 na Skawie pod Suchą8), przy stanie 243-5. Jak-kolwiek stan ten był tylko o 27*5 cm wyższy od średniegorocznego (216), a objętość przepływu wynosiła tylko 17>2m3/sefc,rzeka przedstawiała obraz rzeczywistego wezbrania, z wodąwzburzoną, żółtą i huczącą. Sądzę, źe autora może zbytnioznęciły obie wybitne proste krzywej sumy czasów trwania,stanowiąee tak dobre oparcie przy geometrycznem rozwią-zaniu problemu. Czy jednak czasy trwania mają konieczniedecydować o przynależności stanów i czy nie łatwiej i lepiejda się ^dokonać ten rozdział wpatrując się raczej w krzywąprzebiegu stanów wody w ciągu roku i okresów lat jakw krzywą sumy czasów trwania? Rozumie to dobrze, źepojęcie „wysokości" stanów wody jest rzeczą względną i żemusi tu nastąpić umowa interesowanych, oraz że ta umowamusi uwzględnić praktyczne cele rozdziału stanów wody,jednak przy tem wszystkiem granice podziału muszą, odpo-wiadać przyrodzonym właściwościom rzeki. Wobec tego na-suwają mi się następujące pytania?

1. Czy dokładne rozgraniczenie stanów niskich średnichi wysokich jest praktycznie potrzebne? 2. Czy podanie ści-słego schematu rozwiązania dla wszystkich rzek, lub choćbydla ich poszczególnych kategoryj, jest praktycznie wskazanei możliwe, czy natomiast nie należałoby rzek traktować

') Zeszyt 4—5. :2) Prace geofizyczne, zeszyt 1 (7) 1929.

3) Str. 13; na str. G mówi również o uwzględnieniu wy-sokości brzegów.

K) Dla rozgraniczenia stanów wysokich i średnich przyj-muje autor jeszcze pewną metodę uproszczoną.

6) Uwidoczniony w podręczniku inżynierskim Bryły (krzywasumy czasów trwania, str. 502).

Page 12: Nni.r 1f IU 7 fin c2AS°MSM Lbcpw.bg.pw.edu.pl/Content/4352/17ct1932_nr16.pdfszczególnych sort piasku oznaczono przy pomocy pikno-metru i mikroskopu. Wyniki tych badań, dotyczące

256

indywidualnie? 3. Jakie byłyby ogólne zasady rozdziałustanów wody?

Co do tych. kwestyj wyrażam następujące zapatrywa-nie : Należałoby najpierw ustalić definicje stanów niskich,średnich, i wysokich, przyczem te ostatnie, z uwagi na po-trzeby praktyki, wskazane by było podzielić jeszcze na dwieczęści — stany wysokie mieszczące się w obrębie wysokichbrzegów i stany wysokie występujące ponad nie. Przy roz-graniczeniu stanów średnich od wysokich i średnich odniskich należałoby w definicji ogólnej uwzględnić cechy hy-drologiczne podniesione przez prof. Rybczyńskiego, a prócztego uwzględnić kształt profilu, charakter zjawiska wezbrania,a w dużej mierze obraz, jaki daje linją przebiegu stanówwody w ciągu roku. Stany wysokie (wezbrania) odznaczająsię np. na rzekach górskich stromością linji (ostrością kształ-tów), łatwiejsze są zatem do wyznaczenia i odgraniczeniaod stanów średnich oraz oznaczenia pod względem czasutrwania. Znowu stany niskie charakteryzują się dłuższemilinjami zbliżonemi do poziomu, można je zatem również dośćłatwo odłączyć od stanów średnich; stany średnie pozostanąjako przejście od jednych do drugich. Trochę trudniejszabędzie sprawa z rzekami nizinnemi i bagiennemi, ale i tudefinicje ogólne dadzą się ustalić, a trudności wystąpią do-piero przy praktycznem rozgraniczeniu.

Powtóre, jestem raczej za indywidualnem traktowaniemrzek, względnie ich przestrzeni, na podstawie omówionychpowyżej ogólnych definicyj. My inżynierowie jesteśmy tuw znacznie szczęśliwszem położeniu jak geofizycy, czy geo-grafowie, bo badając pewną rzekę rozporządzamy obszernypimaterjałem zdjęć hydrotechnicznych, dozwalających na indy-widualne badanie. W rezultacie sądzę, że nie należy s}ęspieszyć z wynalezieniem ogólnego, geometrycznego rozwią-zania, przecinającego sprawę raz na zawsze!

Nawiasowo proponuję zarzucenie niezgodnego z duchemnaszego języka wyrazu złożonego „wodostan", „wodostany",a natomiast powrócenie do lepszej, lżejszej formy „stanwodj", „stany wody", zgodnie z terminologją wprowadzonąprzez nestora hydro technik ów naszych, śp. prof. Rychtera,jeszcze przed 50-u laty, przyczem zauważani, że forma zło-żona nie jest ani pod względem ilości zgłosek, ani liter,oszczędniejsza.

2. Wydawnictwa Stowarzyszenia Członków Kongre-sów i Gospodarki wodnej. Reteraty na I. Narodowy Kon-gres żeglugi. Było rzeczą wielkiego poświęcenia i oddaniasię sprawie, organizowanie w roku bieżącym narodowegokongresu żeglugi — w chwili zupełnego wstrzymania robótpublicznych i skreślenia ich budżetu. Ta praca ideowa, ma-mająca w latach najbliższych mało widoków powodzenia,•wydała szereg cennych referatów, na które pragnę tuzwrócić uwagę, ograniczając się tylko do sumarycznegoomówienia ich wyników. Są to trzy referaty prof. Ryb-c z y ń s k i e g o ; „ Ż e g l u g a ś r ó d z i e m n a w P o l s c e1919—1930", „ K o s z t y t r a n s p o r t u w o d n e g o " , „Wa-r u n k i t e c h n i c z n e r o z w o j u ż e g l u g i ś r ó d l ą d o -wej w P o l s c e " , inź. L a m b o r a : „ S t a t y s t y k a eks-p o r t n i i m p o r t u rz. W i s ł ą 1928^30", inź. Niemi-r o w i c z - S z c z y t t a : „ Z n a c z e n i e i p o t r z e b y że-g l u g i ś r ó d l ą d o w e j w P o l s c e " i inż. K a z i m i e r z aR o d o w i c z a : „Droga w o d n a W a r s z a w a — B a ł t y k " .Referaty te zawierają cenne daty orjentacyjne i staty-styczne co do istniejących w Polsce dróg wodnych i ruchuna nich. Uderza niezmiernie małe znaczenie przewozu wo-dnego w Polsce w stosunku do innych dróg przowozowych.1 miljon ton towarów 6), 1 miljon osób przewiezionychi 1'5 iniljonów ton spławionego drzewa w latach najlepszejkonjunktury, tabor niewystarczający, stary, mało pojemny,gdyż łodzie ponad 250 ton ładowności mogą się tylko po-

Średnia dalekość przewozu na Wiśle 253 km.

ruszać na Wiśle poniżej Warszawy, Warcie poniżej Pozna-nia i Kanale Bydgoskim z Brdą i dolną Notecią, t. j . nadługości 866 km, wobec 6870 km długości naszych żeglow-nych dróg wodnych. Co się tyczy Wisły, to eksport i im-port towarów osiągnął 250.000 ton, nie licząc spławu drzewa.Przewóz Wisłą dolną w r. 1929 wyniósł 180.000 ton, przy-czem stosowane taryfy były przeciętnie o 30% niższe odkolejowych, a oszczędność frachtu od całej ilości przewie-zionego towaru wyniosła 2-2 miljona zł. W ostatnich latachkoszt przewozu wodą między Warszawą a Gdańskiem wy-nosił za 1 km 4—9'5 groszy przy jeździe w górę, a 3-2—7 7 groszy za 1 km przy jeździe w dół, zależnie od klasytowaru, podczas gdy na-kolejach koszt ten wynosił 4-97—17 groszy. Fracht pospieszny kosztował na wodzie 13*4—22-7 groszy, na kolei 29-8—40-2 gr. za 1 km. Prof. Ryb-czyński podnosi znaczenie Wisły dla zaopatrzenia wnętrzakraju w węgiel i inne towary, których ilość mogłaby tudojść do 4 miljonów ton rocznie.

Mimo wszystko wiele jest oznak wartości i aktual-ności dróg wodnych dla rozwoju gospodarczego Polski —pomijając okres depresji gospodarczej, przewozy, choć po-woli, wzrastają, wzmaga się przewóz płodów rolniczychi przemysłu rolnego, a także i węgla na drogach wodnych.Pocieszającem jest, że w naszych sferach fachowych istniejejuż jednolita opinja co do kolejności rozbudowy naszychdróg wodnych. Wszyscy wskazują na Wisłę, jako na tenkręgosłup przyszłej sieci dróg wodnych w Polsce, którynajpierw należy uporządkować. Z tej wielkiej drogi wodnej,której koszt regulacji wraz z kanałem Zagłębie — Krakówi kanalizacją przestrzeni Krauów — Ujście Dunajca, oznaczyćmożna na 700 miljonów złotych; najpilniejszą jest prze-strzeń Warszawa — Gdańsk, a z tej najpilniejszą Warsza-wa—ujście Narwi. Taki program zawierał też projekt ustawyo regulacji Wisły, wniesiony w r. 1930 do Sejmu. Naraziebudowa kanałów żeglugi musi ustąpić na drugi plan.

Jednak tak wielkie zadanie, jak regulacja Wisły, niemoże zależeć od konjunktur, musi być prowadzone bezprzerwy i bez wahań, konsekwentnie, z zastosowaniem od-powiednich środków finansowych aź do ukończenia. Wyda-tek roczny 28 miljonów przez 25 lat na regulację Wisłynie jest dla naszego Państwa nadmierny, a budżety ostat-nich lat zawierały dla Wisły kwoty już niezbyt odbiegająceod powyższej kwoty.

Drugie stwierdzenie, wynikające z referatów jest to,że należyty i stały stan drogi wodnej Wisły może byćuzyskany tylko zapomocą systematycznej regulacji, a sztucznepogłębianie stanowi tylko doraźny środek pomocniczy, nie-zdolny zastąpić regulacji.

Należy pragnąć, aby zrozumienie ważności regulacjiWisły, jako jednej z najważniejszych konieczności państwo-wych tak z uwagi na potrzeby rolnictwa, jak i jego zna-czenie komunikacyjne, dotarło jak najprędzej do szerokichkół ludności i stało się postulatem gorąco przez nie po-pieranym. Dr- 3(. M.

Ing. Prof. Luigi Santarella. II comportamento elasticodi ponti ferroviari in cemento armato. Medjolan 1981.

Znakomity inżynier włoski opisuje wyniki badań za-chowania się żelbetowych mostów pod wpływem pbciąźeńpociągiem. Opisane są ciekawe badania mostu Cobianchii mostów w dolinie Brembana.

Ing. Prof. Luigi Santarella. Resistenza ed elasticitedi calcestruzzi di cemento. Medjolan 1932.

W pracy tej znajdujemy bardzo cenne badanie nadwytrzymałością i sprężystością cementów.

Obie książki wspomniane są ogromnie wartościowe dlainżynierów-żelbetników i dlatego choć w krótkich słowachzwracam na nie uwagę. St. B.

Redaktor naczelny i odpowiedzialny Prof. Inż. Emil Bratro. Nakładem Polskiego Towarzystwa Politechnicznego we Lwowie.Pierwsza Związkowa Drukarnia we Lwowie, ul. Lindego 1. 4.