Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
- Актуальная информация как восстановить удаленные файлы на сайте.
-

С.В. Комонов, Е.Н. Комонова
Ветровая эрозия и пылеподавление

Курс лекций. - Красноярск: Изд-во СФУ, 2008. - 192 с.

Предыдущая

Глава 1. Ветровая эрозия

1.6. Теоретические основы процесса ветровой эрозии

1.6.6. Поведение дисперсной частицы в воздухе

Уравнение баланса сил Жуковского, Архимеда, Стокса и Магнума относительно скорости вертикального перемещения  частицы в потоке имеет вид:

                    (51)

Из этой формулы следует, что при скорости ветра  в грунтово-воздушный поток попадают со скоростью  > 0 и переносятся частицы, радиус которых определяется зависимостью:

                                            (52)

Данная модель переноса грунта дает возможность исследовать вертикальную структуру грунтово-воздушного потока и прогнозировать потери грунта при ветровой эрозии.

Частицы летят по хаотичной траектории, форма которой для отдельной частицы является произвольной.

Если скорость ветра  меньше скорости, при которой начинается перенос частиц в подвешенном состоянии, то наступит момент, когда частица снова окажется на поверхности, т.е.  = 0, как и в момент взлета.

Если скорость потока  равна 2 м/с, то начинается горизонтальный взлет частиц, которые поднимаются вверх, достигая предельной величины  высоты горизонтального полета. Критический радиус  и высоту подъема  находят по уравнению:

                              (53)

                                      (54)

При рассмотрении процесса сальтации учитываются такие явления, как лавинный эффект, абразия поверхности грунта, максимальная высота подскока грунтовых частиц.

Сальтация – скачкообразное движение частицы под воздействием ветрового потока. Сальтация является причиной лавинного эффекта абразии поверхности грунта. Важнейшей характеристикой процесса сальтации является максимальная высота подскока грунтовых частиц. Для ее определения рассматривают поведение частиц критического радиуса. Если время подъема достаточно велико (t), частица радиуса  достигнет максимальной высоты , определяемой формулой

 

                  (55)

Высота  зависит от скорости потока и от начальной ("стартовой") скорости грунтовой частицы критического радиуса.

Если в среднем скорости всех стартующих грунтовых частиц близки между собой , то отрыв частиц с поверхности под действием ветра и подъем на определенную высоту можно определить по формуле:

 

                                         (56)

где     - интенсивность выдувания грунта (граница пограничного слоя), кг/м²·с.

При скоростях << грунтовая частица движется скачкообразно; при скорости = частица перемещается по прямой горизонтальной линии; при > частица летит по вогнутой восходящей траектории рисунок 8.

Рисунок 8 – Схема движения частиц при различной скорости

В реальных условиях на поверхности грунта расположены частицы различного размера, поэтому полученное уравнение траектории движения частиц позволяет выделять в грунтово-воздушном потоке области с собственными траекториями. По типу движения частиц можно рассматривать несколько потоков – поток сальтирующих, поток витающих частиц, поток перекатывающихся (волочение) частиц, поток движения частиц по вогнутой и выпуклой траектории (рисунок 9).

1 – сальтация; 2 – вогнутое; 3 – выпуклое; 4 – Витание; 5 – Волочение.

Рисунок 9 – Типы движения частиц

Предыдущая