acest laborator are două teste pentru a găsi coeficientul de permeabilitate: testul de permeabilitate constantă a capului și testul de permeabilitate a capului care se încadrează.
test de permeabilitate constantă a capului
- de ce se face acest test?
- cum este configurat acest test?
- cum se realizează experimentul?
- rezultatele testului nostru constant de cap
- definiții
test de permeabilitate a capului care se încadrează
- de ce se face acest test?
- cum este configurat acest test?
- cum se realizează experimentul?
- rezultatele testului nostru de cădere a capului
- definiții
test de permeabilitate constantă
de ce se face acest test?
acest test este utilizat pentru a determina coeficientul de permeabilitate al unui sol. Acest lucru este important în examinarea mișcării contaminanților prin sol sau atunci când se caracterizează plasele de curgere.
cum este configurat acest test?
un sol care a fost uscat la aer este amestecat cu apă pentru o bună compactare atunci când este adăugat la dispozitivul de permeabilitate. O piatră poroasă este plasată în partea inferioară a camerei de curgere. Apoi, solul este compactat în straturi în dispozitiv. O altă piatră poroasă este așezată deasupra solului cu un arc plasat între piatră și capacul dispozitivului. Arcul asigură o compactare suplimentară a solului. Pentru a îndepărta tot aerul și golurile din solul din cameră, un tub a fost cuplat de la duza de ieșire la robinetul de apă. Duza de intrare avea un tub plasat la capătul acestuia, care ducea la chiuvetă. Apa a fost apoi spălată prin sistem înapoi, cu duza de aer deschisă. După câteva minute, duza de aer a fost închisă. Apa a fost spălată continuu prin sistem pentru a regla temperatura, precum și pentru a compacta solul cât mai mult posibil. După ce am stabilit că toate golurile au fost îndepărtate din sol, acum suntem gata să începem testul.
în acest test, un con este cuplat la un tub care duce la duza de intrare. Un alt tub care este conectat la robinetul de apă permite apei să curgă în tub. Pentru a începe testul, o cantitate constantă de apă trebuie să fie în con în orice moment. Apa iese din sistem printr-o duză de ieșire din partea inferioară a camerei de curgere. Duza este cuplat la un tub care este folosit pentru a colecta apa într-un cilindru gradat.
cum se realizează experimentul?
testul capului constant se efectuează prin prima curgere a apei prin sistem la o viteză constantă. Pentru a determina acest lucru, se poate examina nivelul apei din con. Dacă este întotdeauna la același nivel, fluxul prin sistem este constant. Acum, am colectat 100 mL de apă într-un cilindru gradat din duza de ieșire. Am măsurat timpul necesar pentru a colecta 100 mL și am înregistrat acest lucru în fișa noastră de date. Am înregistrat temperatura apei în timp ce se afla în cilindrul gradat. De asemenea, a fost necesară măsurarea distanței verticale de la nivelul apei din con până la duza de ieșire. Această valoare, h în secțiunea noastră de date, a fost, de asemenea, înregistrată și luată în considerare în calculul coeficientului de permeabilitate a solului. Testul a fost efectuat de patru ori în total. Pentru acest test a fost efectuat un singur calcul, astfel încât valoarea medie a timpului necesar colectării a 100 mL a fost utilizată în acest calcul, precum și temperatura medie.
rezultatele testului nostru constant al capului
diametrul camerei de curgere = 6,327 cm
aria secțiunii transversale a Camerei de curgere = a = 30,55 cm2
înălțimea camerei de curgere = L = 430,76 cm
diferența totală a capului = h = 49,5 cm
| testul nr. | timp t, (s ) |
debit Q, ( cm3) |
temperatură ( 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
definiții
coeficientul de permeabilitate al unui sol descrie cât de ușor se va deplasa un lichid printr-un sol. De asemenea, este denumită în mod obișnuit conductivitatea hidraulică a unui sol. Acest factor poate fi afectat de vâscozitatea sau grosimea(fluiditatea) unui lichid și densitatea acestuia. Numărul poate fi, de asemenea, afectat de dimensiunea golului sau de regiunea non-solului, continuitatea golului și forma particulelor de sol și rugozitatea suprafeței. Este un factor important atunci când se determină rata la care un fluid va curge efectiv printr-un anumit tip de sol.
o plasă de curgere este o metodă grafică prin care se poate caracteriza fluxul unui lichid printr-un sol. Atunci când efectuați calculele asociate cu o plasă de curgere, este important să cunoașteți coeficientul de permeabilitate sau gradientul hidraulic al unui sol.
în acest laborator, diferența totală a capului este definită ca distanța de la punctul conului în care apa intră mai întâi în sistem și este la debit constant până la punctul în care apa iese din sistem printr-un tub de curgere și este colectată într-un cilindru gradat.
valoarea kT este coeficientul de permeabilitate pentru temperatura medie a fluidului de testare. Toți coeficienții de permeabilitate sunt normalizați la 20 oC, deoarece vâscozitatea unui fluid depinde de temperatura la care se află. După cum sa menționat anterior, vâscozitatea unui fluid îi va afecta capacitatea de a curge printr-un sol.
o piatră poroasă este utilizată pentru a permite apei să curgă liber prin camera de curgere. Natura poroasă a pietrei nu afectează curgerea apei prin proba de sol sau în afara camerei. Cu toate acestea, piatra împiedică orice sol să se spele cu apa. Acest lucru ar afecta validitatea rezultatelor sesiunii de laborator.
un vid este un volum de spațiu care este preluat de aer sau apă în sol.
o pipetă este un cilindru de sticlă cu marcaje gradate pe partea exterioară a sticlei. Capătul superior al pipetei este deschis, în timp ce partea inferioară a pipetei este o duză care, în cazul experimentului nostru, este conectată la un tub care este conectat la dispozitivul de permeabilitate. Duza permite eliberarea unui volum cunoscut de lichid din pipetă.
un cilindru gradat este un tub de sticlă care este deschis la capăt și închis la celălalt capăt. Se utilizează pentru a măsura volumul unui lichid.
