tato laboratoř má dva testy k nalezení koeficientu permeability: test permeability konstantní hlavy a test propustnosti padající hlavy.
test Permeability konstantní hlavy
- proč se tento test provádí?
- jak je tento test nastaven?
- jak se experiment provádí?
- výsledky našeho testu konstantní hlavy
- definice
test propustnosti padající hlavy
- proč se tento test provádí?
- jak je tento test nastaven?
- jak se experiment provádí?
- výsledky našeho testu padající hlavy
- definice
test konstantní propustnosti
proč se tento test provádí?
tento test se používá ke stanovení koeficientu propustnosti půdy. To je důležité při zkoumání pohybu kontaminantů půdou nebo při charakterizaci průtokových sítí.
jak je tento test nastaven?
půda, která byla vysušena na vzduchu, se smíchá s vodou pro dobré zhutnění, když se přidá do propustného zařízení. Na dno průtokové komory je umístěn porézní kámen. Poté je půda zhutněna ve vrstvách v zařízení. Další porézní kámen je umístěn na horní straně půdy pružinou umístěnou mezi kamenem a víčkem zařízení. Pružina poskytuje další zhutnění půdy. Za účelem odstranění veškerého vzduchu a dutin z půdy v komoře byla trubka připojena z výtokové trysky k vodovodnímu kohoutku. Přítoková tryska měla na jejím konci umístěnou trubici, která vedla k dřezu. Voda byla poté propláchnuta systémem dozadu s otevřenou vzduchovou tryskou. Po několika minutách byla vzduchová tryska uzavřena. Voda byla soustavně proplachována systémem, aby se regulovala teplota a co nejvíce se zhutňovala půda. Po zjištění, že všechny dutiny byly odstraněny z půdy, jsme nyní připraveni zahájit test.
v tomto testu je kužel připojen k trubici, která vede k přítokové trysce. Další trubka, která je připojena k vodovodnímu kohoutku, umožňuje vniknutí vody do zkumavky. Aby bylo možné zahájit test, musí být v kuželu vždy konstantní množství vody. Voda vystupuje ze systému výtokovou tryskou ve spodní části průtokové Komory. Tryska je připojena k trubici, která se používá ke sběru vody v odstupňovaném válci.
jak se experiment provádí?
zkouška konstantní hlavy se provádí nejprve tekoucí vodou systémem konstantní rychlostí. K tomu je možné zjistit hladinu vody v kuželu. Pokud je vždy na stejné úrovni, průtok systémem je konstantní. Nyní jsme shromáždili 100 mL vody v odstupňovaném válci z výtokové trysky. Změřili jsme čas potřebný k odběru 100 mL a Zaznamenali jsme to v našem datovém listu. Zaznamenali jsme teplotu vody, když byla v odstupňovaném válci. Bylo také nutné změřit svislou vzdálenost od hladiny vody v kuželu k výtokové trysce. Tato hodnota, h v naší datové sekci, byla také zaznamenána a započítána do našeho výpočtu koeficientu propustnosti půdy. Test byl proveden celkem čtyřikrát. Pro tuto zkoušku byl proveden pouze jeden výpočet, takže v tomto výpočtu byla použita průměrná hodnota času potřebného k odběru 100 mL, jakož i průměrná teplota.
výsledky našeho testu konstantní hlavy
průměr průtokové Komory = 6.327 cm
plocha průřezu průtokové komory = a = 30.55 cm2
výška průtokové Komory = l = 430.76 cm
celkový rozdíl hlavy = h = 49.5 cm
| Test č. | čas t, (s ) |
průtok Q, (cm3) |
teplota (oC ) |
| 1 | 90.23 | 100 | 26.5 |
| 2 | 110.48 | 100 | 25 |
| 3 | 117.20 | 100 | 25 |
| 4 | 122.70 | 100 | 25 |
| Average | 110.15 | 100 | 25.38 |
kT = QL = (100 cm3)(430.76 cm) = 0.008465 cm/s
Aht (30.55 cm2)(49.5 cm)(110.15 s)
a = ht = 0.009019 = 0.8971
h20 0.01005
k20 = akt = (0.8971)(0.0008465 cm/s) = 0.007594 cm / s
definice
koeficient propustnosti půdy popisuje, jak snadno se kapalina bude pohybovat půdou. Také se běžně označuje jako hydraulická vodivost půdy. Tento faktor může být ovlivněn viskozitou nebo tloušťkou (tekutostí) kapaliny a její hustotou. Číslo může být také ovlivněno velikostí prázdnoty nebo oblastí bez půdy, kontinuitou prázdnoty a tvarem částic půdy a drsností povrchu. Je to důležitý faktor při určování rychlosti, jakou tekutina skutečně protéká určitým typem půdy.
průtoková síť je grafická metoda, kterou lze charakterizovat tok kapaliny půdou. Při provádění výpočtů spojených s průtokovou sítí je důležité znát koeficient propustnosti nebo hydraulický gradient půdy.
v této laboratoři je celkový rozdíl hlavy definován jako vzdálenost od bodu kužele, kde voda nejprve vstupuje do systému a je při stálém průtoku do bodu, ve kterém voda opouští systém průtokovou trubicí a je shromažďována v odstupňovaném válci.
hodnota kT je koeficient propustnosti pro průměrnou teplotu zkušební kapaliny. Všechny koeficienty permeability jsou normalizovány na 20 oC, protože viskozita tekutiny závisí na teplotě, při které je. Jak bylo uvedeno výše, viskozita tekutiny ovlivní její schopnost protékat půdou.
porézní kámen se používá k tomu, aby voda mohla volně proudit průtokovou komorou. Porézní povaha kamene neovlivňuje tok vody přes vzorek půdy nebo ven z komory. Kámen však zabraňuje odplavení půdy vodou. To by ovlivnilo platnost výsledků laboratorního zasedání.
prázdnota je objem prostoru, který je zachycen vzduchem nebo vodou v půdě.
pipeta je skleněná láhev s odstupňovanými značkami na vnější straně skla. Horní konec pipety je otevřený, zatímco spodní část pipety je tryska, která je v případě našeho experimentu připojena k trubici, která je připojena k propustnému zařízení. Tryska umožňuje uvolnit známý objem kapaliny z pipety.
odstupňovaný válec je skleněná trubice, která je na konci otevřená a na druhém konci uzavřená. Používá se k měření objemu kapaliny.
