С.В. Комонов, Е.Н. Комонова
Ветровая эрозия и пылеподавление
Курс лекций. — Красноярск: Изд-во СФУ, 2008. — 192 с.
Предыдущая |
Содержание статьи:
Глава 1. Ветровая эрозия
1.7. Измерение и прогнозирование размеров эрозии
1.7.4. Измерение и прогнозирование фактических и потенциальных размеров эрозии
Для оценки фактических или потенциальных условий пыления, расчеты проводятся для точки в 1 см². Путем визуальной оценки скорости перемещения и частоты возникновения процесса эрозии, установлено, что ежегодное перемещение пыли и песка составляет слой 10 м. Также был проведен расчет для осадочного материала в зависимости от скорости ветра получено следующее экспериментальное уравнение:
, при (87)
где – расход осадочного материала в г/м ширины в день.
Уравнение верно для среднего размера частиц ≈ 0,2 мм. Область применения уравнения ограничена и поэтому возникла необходимость универсальной зависимости:
(88)
где С – эмпирическая постоянная принимают 0,83 ÷ 1;
– средний диаметр частиц грунта;
– стандартный размер частиц грунта 0,2 – 0,25 мм;
– плотность воздуха;
– сдвиговая скорость ветра над эродируемой поверхностью. в системе СИ = 0,125.
Величина эмпирическая постоянная (С) изменяется в соответствии с распределением размеров частиц грунта, если перемещение грунта происходит через поверхностную составляющую из большего числа твердых неподвижных элементов то принимают С = 0,83 ÷ 1.
При использовании данного уравнения возникает несколько проблем:
· уравнение прогнозирует скорость перемещения грунта при скоростях ниже пороговых, поэтому необходимо независимое определение пороговых величин.
· уравнение верно при условии, что перемещение частиц происходит путем сальтации и поверхностного оползания. Взвешенный перенос не учитывается, поэтому может отсутствовать описание характера перемещения очень тонкого материала.
· определение значения может оказаться затруднительным, особенно если уравнение используется для прогнозирования потока грунтовых частиц.
Аналогичное уравнение, но дающее более низкие значения q для данных скоростей ветра имеет вид:
(89)
Приводимое ниже уравнение учитывает пороговую скорость сдвига изучаемого материала:
(90)
Результаты исследований зависят от точности и эффективности приборов, используемых для отбора проб перемещаемого материала. В этой связи были проведены исследования по сравнению различных видов пробоотборников («ловушек»).
Пробоотборники («ловушки» для грунта) разделяются на два типа:
· «горизонтальные» тип ловушек состоит из лотка, разделенного на секции, который устанавливается в ложе аэродинамической трубы параллельно направлению потока; таким образом, частицы, перемещающиеся скачкообразно или путем качения, улавливаются одной из секций в соответствии с длиной «скачка».
· «вертикальные» тип пробоотборника состоит из секции (отверстия) или серии таких секций, расположенных вертикально и улавливающих частицы, перемещающиеся по всей ширине трубы независимо от высоты. Было установлено, что для эффективного отбора проб горизонтальные ловушки должны иметь значительную длину; недостатком вертикальных ловушек являются в основном только помехи, которые они вызывают, находясь в воздушном потоке. К такого рода помехам относится, в частности, возникновение противодавления у входа в отверстия секций пробоотборника (вследствие небольшого выходного отверстия или отсутствия его вообще), что ведет к отражению воздушного потока и, возможно, возникновению определенной нагрузки на корпус ловушки.
На основании этих экспериментов был спроектирован очень эффективный вертикальный пробоотборник с усовершенствованной системой выходных отверстий пробо-отборочных секций.
Для эффективного отбора проб горизонтальные ловушки имеют значительную длину, а вертикальные значительную высоту, это является недостатком вертикальных ловушек.
Необходимо отметить, что в рассмотренных моделях не учитывается фактор влажности грунта, что существенно ограничивает возможность применения ее для анализа процесса пыления например для гидрозолоотвалов.
Предыдущая |