Questo laboratorio ha due test per trovare il coefficiente di permeabilità: il test di permeabilità della testa costante e il test di permeabilità della testa cadente.
Test di permeabilità della testa costante
- Perché viene eseguito questo test?
- Come è impostato questo test?
- Come viene eseguito l’esperimento?
- Risultati del nostro test di testa costante
- Definizioni
Test di permeabilità della testa di caduta
- Perché viene eseguito questo test?
- Come è impostato questo test?
- Come viene eseguito l’esperimento?
- Risultati del nostro test di caduta della testa
- Definizioni
Test di permeabilità costante
Perché viene eseguito questo test?
Questo test viene utilizzato per determinare il coefficiente di permeabilità di un terreno. Questo è importante per esaminare il movimento di contaminanti attraverso il suolo o quando si caratterizzano le reti di flusso.
Come è impostato questo test?
Un terreno essiccato all’aria viene miscelato con acqua per una buona compattazione quando viene aggiunto al dispositivo di permeabilità. Una pietra porosa è posta nella parte inferiore della camera di flusso. Quindi, il terreno viene compattato a strati nel dispositivo. Un’altra pietra porosa è posta sopra il terreno con una molla posta tra la pietra e il cappuccio del dispositivo. La molla fornisce una compattazione extra per il terreno. Per rimuovere tutta l’aria e i vuoti dal terreno nella camera, un tubo è stato collegato dall’ugello di deflusso al rubinetto dell’acqua. L’ugello di afflusso aveva un tubo posto all’estremità di esso che conduceva al lavandino. L’acqua è stata poi lavata attraverso il sistema all’indietro con l’ugello dell’aria anche aperto. Dopo alcuni minuti, l’ugello dell’aria era chiuso. L’acqua veniva continuamente lavata attraverso il sistema per regolare la temperatura e compattare il terreno il più possibile. Dopo aver determinato che tutti i vuoti sono stati rimossi dal terreno, ora siamo pronti per iniziare il test.
In questa prova, un cono è collegato ad un tubo che conduce all’ugello di afflusso. Un altro tubo collegato al rubinetto dell’acqua consente all’acqua di entrare nel tubo. Per iniziare il test, una quantità costante di acqua deve essere sempre nel cono. L’acqua esce dal sistema attraverso un ugello di deflusso nella parte inferiore della camera di flusso. L’ugello è collegato ad un tubo che viene utilizzato per raccogliere l’acqua in un cilindro graduato.
Come viene eseguito l’esperimento?
Il test di testa costante viene eseguito dalla prima acqua corrente attraverso il sistema a una velocità costante. Per determinare questo, si può esaminare il livello dell’acqua nel cono. Se è sempre allo stesso livello, il flusso attraverso il sistema è costante. Ora, abbiamo raccolto 100 ml di acqua in un cilindro graduato dall’ugello di deflusso. Abbiamo misurato il tempo necessario per raccogliere 100 mL e lo abbiamo registrato nella nostra scheda tecnica. Abbiamo registrato la temperatura dell’acqua mentre era nel cilindro graduato. Era anche necessario misurare la distanza verticale dal livello dell’acqua nel cono all’ugello di deflusso. Questo valore, h nella nostra sezione dati, è stato anche registrato e preso in considerazione nel nostro calcolo del coefficiente di permeabilità del suolo. Il test è stato eseguito quattro volte in totale. Solo un calcolo è stato eseguito per questo test, quindi il valore medio del tempo necessario per raccogliere 100 mL è stato utilizzato in questo calcolo così come la temperatura media.
Risultati della nostra costante di testa prova
Diametro della Camera di Flusso = 6.327 cm
Area della sezione Trasversale della Camera di Flusso = A = 30.55 cm2
Altezza della Camera di Flusso = L = 430.76 cm
prevalenza Totale Differenza = h = 49,5 cm
| Test No. | Tempo t, (s ) |
Flusso Q, (cm3 ) |
Temperatura (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
Definizioni
Il coefficiente di permeabilità di un terreno descrive quanto facilmente un liquido si muoverà attraverso un terreno. È anche comunemente indicato come la conduttività idraulica di un terreno. Questo fattore può essere influenzato dalla viscosità o dallo spessore(fluidità) di un liquido e dalla sua densità. Il numero può anche essere influenzato dalla dimensione del vuoto, o regione di non-suolo, continuità del vuoto e forma delle particelle del suolo e rugosità superficiale. È un fattore importante nel determinare la velocità con cui un fluido fluirà effettivamente attraverso un particolare tipo di terreno.
Una rete di flusso è un metodo grafico con cui si può caratterizzare il flusso di un liquido attraverso un terreno. Quando si eseguono i calcoli associati a una rete di flusso, è importante conoscere il coefficiente di permeabilità, o gradiente idraulico, di un terreno.
In questo laboratorio, la differenza totale della testa è definita come la distanza dal punto del cono in cui l’acqua entra per la prima volta nel sistema ed è a flusso costante fino al punto in cui l’acqua esce dal sistema attraverso un tubo di flusso e viene raccolta in un cilindro graduato.
Il valore kT è il coefficiente di permeabilità per la temperatura media del fluido di prova. Tutti i coefficienti di permeabilità sono normalizzati a 20 oC poiché la viscosità di un fluido dipende dalla temperatura alla quale si trova. Come affermato in precedenza, la viscosità di un fluido influenzerà la sua capacità di fluire attraverso un terreno.
Una pietra porosa viene utilizzata per consentire all’acqua di fluire liberamente attraverso la camera di flusso. La natura porosa della pietra non influisce sul flusso dell’acqua attraverso il campione di terreno o fuori dalla camera. Tuttavia, la pietra impedisce a qualsiasi terreno di lavare via con l’acqua. Ciò influenzerebbe la validità dei risultati della sessione di laboratorio.
Un vuoto è un volume di spazio occupato dall’aria o dall’acqua nel suolo.
Una pipetta è un cilindro di vetro con marcature graduate sulla parte esterna del vetro. L’estremità superiore della pipetta è aperta mentre la parte inferiore della pipetta è un ugello che, nel caso del nostro esperimento, è collegato a un tubo che è collegato al dispositivo di permeabilità. L’ugello consente di rilasciare un volume noto di liquido dalla pipetta.
Un cilindro graduato è un tubo di vetro aperto all’estremità e chiuso all’altra estremità. È usato per misurare il volume di un liquido.
