1 Закрыть зажим 3.
2 Заполнить сосуд 1 дистиллированной водой.
3 Заполнить модель грунта водой, отпустив зажим 3, открыв краник 10.
4 Закрыть краник 10. Заполнить пьезометры водой так, чтобы уровень в них был на 10-15 см ниже верха пьезометров.
5 Закрыть зажим 3 и проверить равенство уровней в пьезометрах. Если уровни отличаются друг от друга, вновь выполнить пункты 3…5.
6 Открыть краник 10. При помощи зажима 3 отрегулировать подачу воды из сосуда 1 таким образом, чтобы уровни воды в пьезометрах не изменялись.
7 Замерить расход профильтровавшейся жидкости с помощью мензурки и секундомера.
8 Измерить уровни в пьезометрах.
9 Для проведения второго и последующих опытов с помощью краника 10 и зажима 3 изменить расход воды, затем выполнить пункты 6, 7 и 8. Измерения провести при различных расходах.
10 Перекрыть трубку 2 зажимом 3, закрыть краник 10.
11 Измерить расстояния между пьезометрами.
12 Измерить температуру воды.
13 Данные измерений занести в таблицу.
Расчетные формулы
1 Определить расход, см/с, профильтровавшейся воды
,
где V – объем, м3, воды в мензурке;
t – время, с, замера.
2 Определить скорость, см/с, фильтрации
,
где D – внутренний диаметр, см, модели водопроницаемого грунта.
3 Рассчитать гидравлический уклон на участках между пьезометрами
,
где Н – высота, см, уровня в пьезометре.
l – расстояние, см, между пьезометрами.
4 Определить коэффициент фильтрации, см/с, на участке между пьезометрами
.
5 Рассчитать среднее значение коэффициента фильтрации, см/с,
.
6 Определить по формуле Пуазейля вязкость воды при температуре опыта
.
7 Определить коэффициент проницаемости грунта
.
8 Рассчитать число Рейнольдса
,
где m – коэффициент объемной пористости принять как для сферических частиц при плотной упаковки равным 0,259.
9 Определить режимы фильтрации.
В случае турбулентного режима коэффициент фильтрации, см/с, определить по формуле
.
Две неизвестные величины (
и 
) определить по данным последующих опытов.
Таблица 1 – Результаты измерений и расчетов
| № п/п | D= см; t= 0C; ν= см2/с | ||||||||||||||
| Объем V, см3 | Время t, с | Расход Q, см3/с | Скорость фильтрации υ, см/с | Показание пьезометра Н, см | Разность уровней в пьезометрах Hi-Hi+1, см | Расстояние между пьезометрами l, см | Гидравлический уклон на участках между пьезометрами i | Коэффициент фильтрации на участках, ki, см/с | Среднее значение коэффициента фильтрации, ¯k, см/с | Коэффициент проницаемости С, см2 | Число Рейнольдса Re | Коэффициент α | |||
| Опыт №1 | |||||||||||||||
| Опыт №2 | |||||||||||||||
Вопросы для самопроверки
1 Что называется фильтрацией?
2 Какие виды движения могут быть при фильтрации жидкости?
3 Чем характеризуется безнапорное движение жидкости в пористой среде?
4 При каких условиях происходит напорное движение жидкости в пористой среде?
5 Что называется кривой депрессии?
6 Что такое скорость фильтрации?
7 Чем скорость фильтрации отличается от истинной скорости движения жидкости по поровым каналам?
8 Что называется просветностью и пористостью? От чего зависят коэффициенты пористости и просветности?
9 Напишите формулу Дарси. Для какого режима фильтрации она справедлива?
10 В чем заключается физический смысл коэффициентов фильтрации и проницаемости? Что они характеризуют?
11 В каких случаях нарушается закон Дарси?
12 Как определяется граница перехода от ламинарного режима фильтрации к турбулентному?
13 Напишите формулу для скорости фильтрации при турбулентном режиме. Чем определяется величина показателя степени в этой формуле?
Список литературы
1. Гидравлика [Текст]: учеб. для вузов / Д. В. Штеренлихт. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: КолосС, 2007. - 656 с.: ил.
2. Сайретддинов С.Ш. Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения: учеб. пособие. – М.: Издательство АСВ,2004.-344 с.
3. Гидравлика [Текст]: учебник / Н. Н. Лапшев. - 3-е изд. - М.: Академия, 2010. - 272 с