dette laboratoriet har to tester for å finne permeabilitetskoeffisienten: konstant hode permeabilitetstest og fallende hode permeabilitetstest.
Konstant Hode Permeabilitet Test
- Hvorfor er denne testen gjort?
- Hvordan er denne testen satt opp?
- hvordan utføres eksperimentet?
- Resultater av vår konstante hodetest
- Definisjoner
Falling Head Permeabilitet Test
- Hvorfor er denne testen gjort?
- Hvordan er denne testen satt opp?
- hvordan utføres eksperimentet?
- Resultater av vår falling head test
- Definisjoner
Konstant Permeabilitet Test
Hvorfor er denne testen gjort?
denne testen brukes til å bestemme permeabilitetskoeffisienten til en jord. Dette er viktig for å undersøke bevegelsen av forurensninger gjennom jord eller ved karakterisering av strømningsnett.
Hvordan er denne testen satt opp?
en jord som har blitt lufttørket, blandes med vann for god komprimering når den legges til permeabilitetsanordningen. En porøs stein er plassert på bunnen av strømningskammeret. Deretter komprimeres jord i lag i enheten. En annen porøs stein er plassert på toppen av jorda med en fjær plassert mellom steinen og hetten på enheten. Våren gir ekstra komprimering for jorda. For å fjerne all luft og hulrom fra jorda i kammeret, ble et rør koblet opp fra utløpsdysen til vannkranen. Innløpsdysen hadde et rør plassert på enden av det som fører til vasken. Vann ble deretter spylt gjennom systemet bakover med luftdysen også åpen. Etter noen minutter ble luftdysen lukket. Vann ble kontinuerlig spylt gjennom systemet for å regulere temperaturen samt å komprimere jorda så mye som mulig. Etter å ha bestemt at alle hulrommene er fjernet fra jorda, er vi nå klare til å starte testen.
i denne testen er en kjegle koblet til et rør som fører til innløpsdysen. Et annet rør som er koblet til vannkranen, tillater vann å løpe inn i røret. For å starte testen må en konstant mengde vann være i kjeglen til enhver tid. Vann kommer ut av systemet gjennom en utløpsdyse på bunnen av strømningskammeret. Dysen er koblet til et rør som brukes til å samle vann i en gradert sylinder.
Hvordan utføres eksperimentet?
den konstante hodetesten utføres ved første rennende vann gjennom systemet med konstant hastighet. For å bestemme dette kan man undersøke nivået av vann i kjeglen. Hvis det alltid er på samme nivå, er strømmen gjennom systemet konstant. Nå samlet vi 100 mL vann i en gradert sylinder fra utløpsdysen. Vi målte hvor mye tid som var nødvendig for å samle 100 mL og registrerte dette i vårt datablad. Vi registrerte temperaturen på vannet mens det var i den graderte sylinderen. Det var også nødvendig å måle den vertikale avstanden fra nivået av vannet i kjeglen til utløpsdysen. Denne verdien, h i vår dataseksjon, ble også registrert og tatt med i vår beregning av jordens permeabilitetskoeffisient. Testen ble utført fire ganger totalt. Bare en beregning ble utført for denne testen, så gjennomsnittsverdien av tiden som er nødvendig for å samle 100 mL ble brukt i denne beregningen, samt gjennomsnittstemperaturen.
Resultater av vår konstante hodetest
Diameter Av Strømningskammer = 6,327 cm
Tverrsnittsareal Av Strømningskammer = a = 30,55 cm2
Høyde På Strømningskammer = L = 430,76 cm
Total Hodeforskjell = h = 49,5 cm
| Test Nr. | tid t, (s) |
Flyt Q, (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
Definisjoner
permeabilitetskoeffisienten til en jord beskriver hvor lett en væske vil bevege seg gjennom en jord. Det er også ofte referert til som hydraulisk ledningsevne av en jord. Denne faktoren kan påvirkes av viskositeten eller tykkelsen (fluiditeten) av en væske og dens tetthet. Tallet kan også påvirkes av tomrom størrelse, eller region av ikke-jord, tomrom kontinuitet og jord partikkel form og overflateruhet. Det er en viktig faktor når man bestemmer hastigheten som en væske faktisk vil strømme gjennom en bestemt type jord.
et strømningsnett er en grafisk metode som man kan karakterisere strømmen av en væske gjennom en jord. Når du utfører beregningene knyttet til et strømningsnett, er det viktig å kjenne permeabilitetskoeffisienten, eller hydraulisk gradient, av en jord.
i dette laboratoriet er den totale hodeforskjellen definert som avstanden fra kjeglepunktet der vann først kommer inn i systemet og er ved jevn strømning til det punktet hvor vannet går ut av systemet gjennom et strømningsrør og samles inn i en gradert sylinder.
verdien kT er permeabilitetskoeffisienten for gjennomsnittstemperaturen til testvæsken. Alle permeabilitetskoeffisienter normaliseres til 20 oC siden viskositeten til en væske avhenger av temperaturen der den er. Som nevnt tidligere vil viskositeten til et fluid påvirke dets evne til å strømme gjennom en jord.
en porøs stein brukes til å tillate vann å strømme fritt gjennom strømningskammeret. Steinens porøse natur påvirker ikke strømmen av vannet gjennom jordprøven eller ut av kammeret. Steinen forhindrer imidlertid at jord vaskes bort med vannet. Dette vil påvirke gyldigheten av resultatene fra laboratorieøkten.
et tomrom er et volum av plass som tas opp av luft eller vann i jord.
en pipet er en glasssylinder med graderte markeringer på utsiden av glasset. Den øverste enden av pipetten er åpen, mens bunnen av pipetten er en dyse som i tilfelle av vårt eksperiment er koblet til et rør som er koblet til permeabilitetsanordningen. Dysen tillater en å frigjøre et kjent volum væske fra pipetten.
en gradert sylinder er et glassrør som er åpent på enden og lukket i den andre enden. Det brukes til å måle volumet av en væske.
