dette laboratorium har to tests for at finde permeabilitetskoefficienten: den konstante hovedpermeabilitetstest og den faldende hovedpermeabilitetstest.
konstant Hovedpermeabilitetstest
- Hvorfor udføres denne test?
- Hvordan er denne test oprettet?
- Hvordan udføres eksperimentet?
- resultater af vores konstante hovedtest
- definitioner
faldende Hovedpermeabilitetstest
- Hvorfor udføres denne test?
- Hvordan er denne test oprettet?
- Hvordan udføres eksperimentet?
- resultater af vores faldende hovedtest
- definitioner
konstant Permeabilitetstest
Hvorfor udføres denne test?
denne test bruges til at bestemme permeabilitetskoefficienten for en jord. Dette er vigtigt for at undersøge bevægelsen af forurenende stoffer gennem jord eller ved karakterisering af strømningsnet.
Hvordan er denne test oprettet?
en jord, der er lufttørret, blandes med vand for god komprimering, når den tilsættes permeabilitetsindretningen. En porøs sten placeres i bunden af strømningskammeret. Derefter komprimeres jorden i lag i enheden. En anden porøs sten placeres oven på jorden med en fjeder placeret mellem stenen og hætten på enheden. Fjederen giver ekstra komprimering til jorden. For at fjerne al luft og hulrum fra jorden i kammeret blev et rør tilsluttet fra udstrømningsdysen til vandhanen. Tilstrømningsdysen havde et rør placeret på enden af det, der fører til vasken. Vand blev derefter skyllet gennem systemet bagud med luftdysen også åben. Efter et par minutter blev luftdysen lukket. Vand blev kontinuerligt skyllet gennem systemet for at regulere temperaturen såvel som at komprimere jorden så meget som muligt. Efter at have fastslået, at alle hulrum er fjernet fra jorden, er vi nu klar til at starte testen.
i denne test er en kegle tilsluttet et rør, der fører til tilstrømningsdysen. Et andet rør, der er forbundet med vandhanen, tillader vand at løbe ind i røret. For at starte testen skal der altid være en konstant mængde vand i keglen. Vand forlader systemet gennem en udstrømningsdyse i bunden af strømningskammeret. Dysen er tilsluttet et rør, der bruges til at opsamle vand i en gradueret cylinder.
Hvordan udføres eksperimentet?
den konstante hovedtest udføres ved første rindende vand gennem systemet med en konstant hastighed. For at bestemme dette kan man undersøge vandniveauet i keglen. Hvis det altid er på samme niveau, er strømmen gennem systemet konstant. Nu indsamlede vi 100 mL vand i en gradueret cylinder fra udstrømningsdysen. Vi målte den tid, der var nødvendig for at indsamle 100 mL og registrerede dette i vores datablad. Vi registrerede vandets temperatur, mens det var i den graduerede cylinder. Det var også nødvendigt at måle den lodrette afstand fra niveauet af vandet i keglen til udstrømningsdysen. Denne værdi, h i vores datasektion, blev også registreret og indregnet i vores beregning af jordens permeabilitetskoefficient. Testen blev udført fire gange i alt. Der blev kun udført en beregning til denne test, så den gennemsnitlige værdi af den tid, der var nødvendig for at opsamle 100 mL, blev brugt i denne beregning såvel som gennemsnitstemperaturen.
resultater af vores konstante hovedprøve
diameter af Strømningskammer = 6.327 cm
tværsnitsareal af Strømningskammer = a = 30.55 cm2
Strømningskammerets højde = L = 430.76 cm
Total hovedforskel = h = 49.5 cm
| Test nr. | tid t, (s ) |
strømning K, (cm3) |
temperatur (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
definitioner
en jords permeabilitetskoefficient beskriver, hvor let en væske vil bevæge sig gennem en jord. Det kaldes også almindeligvis den hydrauliske ledningsevne af en jord. Denne faktor kan påvirkes af viskositeten eller tykkelsen(fluiditeten) af en væske og dens densitet. Antallet kan også påvirkes af tomrumsstørrelsen eller regionen af ikke-jord, tomrumskontinuitet og jordpartikelform og overfladeruhed. Det er en vigtig faktor ved bestemmelse af den hastighed, hvormed en væske rent faktisk vil strømme gennem en bestemt jordtype.
et strømningsnet er en grafisk metode, hvormed man kan karakterisere strømmen af en væske gennem en jord. Når man udfører beregningerne forbundet med et strømningsnet, er det vigtigt at kende permeabilitetskoefficienten eller den hydrauliske gradient af en jord.
i dette laboratorium defineres den samlede hovedforskel som afstanden fra keglens punkt, hvor vand først kommer ind i systemet og er ved jævn strømning til det punkt, hvor vandet forlader systemet gennem et strømningsrør og opsamles i en gradueret cylinder.
værdien kT er permeabilitetskoefficienten for testvæskens gennemsnitstemperatur. Alle permeabilitetskoefficienter normaliseres til 20 oC, da viskositeten af en væske afhænger af den temperatur, ved hvilken den er. Som tidligere nævnt vil viskositeten af en væske påvirke dens evne til at strømme gennem en jord.
en porøs sten bruges til at lade vand strømme frit gennem strømningskammeret. Stenens porøse natur påvirker ikke vandstrømmen gennem jordprøven eller ud af kammeret. Stenen forhindrer dog, at jord vaskes væk med vandet. Dette vil påvirke gyldigheden af resultaterne af laboratoriesessionen.
et tomrum er et rumfang, der optages af luft eller vand i jord.
en pipet er en glascylinder med graduerede markeringer på ydersiden af glasset. Den øverste ende af pipetten er åben, mens bunden af pipetten er en dyse, der i tilfælde af vores eksperiment er forbundet med et rør, der er forbundet med permeabilitetsindretningen. Dysen tillader en at frigive et kendt volumen væske fra pipetten.
en gradueret cylinder er et glasrør, der er åbent i enden og lukket i den anden ende. Det bruges til at måle volumenet af en væske.
