Nuosėdų transportavimas ir jo nustatymas (su diagrama)

Perskaitykite šį straipsnį, kad sužinotumėte apie dvi vandens nuosėdų kategorijas ir jos nustatymą.

(1) Sustabdytos nuosėdos:

Dirvožemio dalelės, gabenamos vandeniu nesiliečiant su kanalo dugnu, vadinamos suspenduotomis nuosėdomis. Dalelės yra suspenduojamos turbulentinės srovės viršutine dalimi. Žinoma, tiesa, kad kai kurios dalelės nukrenta ant lovos, o kai kurios dalelės patenka į srautą. Turbulentiniame tekėjime didėjantys nuosėdos perkelia nuosėdas iš sunkiųjų nuosėdų koncentracijos apačios sluoksnių į viršų. Kita vertus, dalelės nusėda pagal gravitacijos jėgą.

Esant stabiliai, nuosėdos subalansavo aukštyn su tuo, kas nukrito ant dugno. Be to, suspenduotų nuosėdų svoris dar labiau padidina kanalo sluoksnį, kuris viršija skysčio slėgį. Sustabdytos apkrovos koncentracija „C“ aukštyje y virš dugno gali būti nustatyta pagal žinomą koncentraciją atskaitos taške aukštyje „a“ virš dugno. Pateikta lygtis yra

kur D yra vandens gylis

w yra grūdų kritimo greitis vandenyje

K yra Von Karman universali konstanta = 0, 4

V yra šlyties greitis = √τ ₀ / p

p yra vidutinis vandens tankis ir

τ ₀ yra šlyties įtempio intensyvumas apačioje

Bendros nuosėdų apkrovos vienam metrui kanalo plotyje vertinimas gali būti atliekamas integruojant greičio ir koncentracijos produktą per visą gylį.

(2) lovos apkrova:

Būtent ši nuosėdų dalis juda išilgai kanalo dugno. Grūdai juda į priekį, sukdami, slankydami arba šokdami palei lovą. Nuosėdų judėjimas išilgai lovos yra daugiausia dėl skysčio. Tai bendras vandens tangentinis komponentas kanalo ilgio vienetais.

Ji pateikiama išraiška:

skysčio tempimas = v _W AS… (1)

kur v _W = vandens vieneto svoris;

A yra skerspjūvio plotas; ir

S yra lovos nuolydis

Traukos jėga yra skysčio pasipriešinimas vieneto plote ir yra gaunamas dalijant A drėkinamu perimetru P.

Taigi, τ ₀ = v _W RS

Platus kanalus R = D

τ ₀ = v _W DS

Kai traukos jėgos vertė yra tokia, kad grūdai tik pradeda judėti, tai vadinama kritine traukos jėga ir žymima sąvoka „τ _cr “.

Platus kanalus su lygiu sluoksniu τ _cr nurodo santykiu

τ _cr = 0, 047 (v - v _w ) d

kur v yra nuosėdų ir svorio vieneto svoris. \ t

d yra grūdų skersmuo.

Taigi galima pastebėti, kad lovos apkrovos greitis priklauso nuo X ir X skirtumų. Tai, žinoma, nėra taip tiesiai į priekį, nes su didėjančia intrakcine jėga formuojasi lovos formos ir atsiranda raupų. Šie raupai sukuria atsparumą formai ir sugeria dalį traukos jėgos. Meyer-Peter ir Einstein pateikia dvi lygtis, kurios paprastai naudojamos nustatant tarifą lovos krovininiam transportui.

Meyerio-Peterio lygtis:

Jame teigiama, kad lovos apkrova, vežama vandeniu kilogramais vienam metrui, nurodoma lygtimi

qB yra lovos apkrovos gabenimo greitis kg / m / val.

τ ₀ yra traukos jėgos intensyvumas ant lovos kg / m ²

n 'yra Manningo grūdų koeficientas lygioje lovoje be raukšlių. Tai galima gauti iš lygties

n '= (Ks) ^1/6 / 76

K _s yra efektyvus grūdų skersmuo mm. Tai prilygsta vidutiniams grūdų skersmenims, skirtiems tolygiai išdėstytiems grūdams. Jis gali būti laikomas d ₆₅ arba skersmens, iš kurios 65% medžiagos yra smulkesnės, rūšies smėliui.

n yra tikroji įgulos personalo koeficiento vertė ant lovos su pylimais.

τ _cr yra kritinė traukos jėga, kg / m ²

Einšteino lygtis:

Einšteinas priėmė statistinį metodą ir gautą lovos apkrovos funkciją, skirtą lovos apkrovos pusiausvyros normai, kai nusėdimų ir plautų dalelių skaičius buvo toks pat. Jis prilygino tikimybę, kad dalelės bus nykstančios į tikimybę, kad pakeltų dalelių svoris yra mažesnis nei panardintas svoris. Išvedant šią lygtį jis padarė keletą prielaidų ir priėmė daug eksperimentinių koeficientų. Tikimybė, kad dugno dalelių judėjimo tikimybė P, yra tokia, kaip jis

Pirmiau pateiktuose santykiuose visi parametrai, tokie kaip ɸ, Ψ, Ƞ ₀, A, B, yra konstantos. Ψ, yra be matmens šlyties parametras, o ɸ yra dimensijos transporto parametras.

Kai dugno medžiaga sudaryta iš vienodos grūdų medžiagos, įvairūs parametrai sumažėja iki ɸ = ɸ ir Ψ = Ψ ir pan.

Kadangi pirmiau minėtas ryšys yra sudėtingas, jis praktiniais tikslais koreliavo su dviem be dimensijų parametrais ɸ ir Ψ kaip ɸ = f (Ψ).

Dėl vienodos lovos medžiagos santykis buvo vaizduojamas pusiau logaritminiame sklype su lygtimi

0, 465 ɸ = e ^{-0, 391 Ψ}

Jis suteikė ɸ vertę pagal šią lygtį:

Kur

G yra grūdų savitasis tankis;

d yra grūdų skersmuo;

g yra pagreitis dėl gravitacijos

v _w yra specifinis vandens svoris

Kiti simboliai turi panašias reikšmes jau anksčiau.

Taip pat jis nurodė, kad ɸ as

Ψ = (G - 1) d / R'S

Kur

R '- tai hidraulinis vidutinis spindulys, kuris egzistuotų, jei lova būtų nelipusi. Kai naudojamas rudumo koeficientas, granuliuoto šiurkštumo tik R 'gali būti apskaičiuojamas pagal Manningo lygtį.

Siekiant supaprastinti procedūrą, jis naudojo log-log popieriaus kreivę kaip ɸ = f (Ψ) darbiniam naudojimui ir yra pateiktas 9.5 pav.

Einšteino-Browno santykis:

„Brown“ užrašė duomenis log-log sklype ir nustatė, kad visi duomenys sumažėja iki vienos formos linijinės funkcijos

ɸ = 40 / (Ψ) ³

Nustatyta, kad šis ryšys tam tikrais atvejais yra naudingas apskaičiuojant krovinių gabenimą lovoje. 9.7 problema. Skirtinguose kanaluose nustatyta, kad suspenduotos apkrovos koncentracija yra 500 ppm 0, 4 m aukštyje virš lovos. Jei grūdų kritimo greitis vandenyje yra 0, 04 m / s ir kanalo nuolydis yra 1 iš 4500, nustatykite suspenduotos apkrovos koncentraciją 0, 8 m aukštyje virš kanalo. Paimkite srauto gylį kaip 2 m.

Sprendimas:

1 pakopa. C _a 0, 4 m aukštyje virš sluoksnio = 500 ppm = 500 x 10-6 x 10 ³ = 0, 5 kg / m2