Определение величины числа потоков

Нашей задачей является определить для грунтов величину числа потоков, при превышении которого начинается турбулентное движение. Для этого достаточно произвести опыт с каким-либо одним грунтом. Легче всего опыт произвести над несвязным грунтом, например песком. Такой опыт описан в литературе и был произведен при помощи прибора, изображенного на сайте. В нем вода под напором подается в песчаный слой снизу вверх через дренаж при соблюдении постоянного уровня воды в сосуде. Напор подаваемой воды измеряется пьезометром, показанным на рисунке, при помощи которого в каждый момент может быть измерен градиент, равный отношению потери напора к толщине песчаного слоя. Напор регулируется краном на питающей трубе. При достижении градиентом величины, соответствующей полному гидродинамическому взвешиванию, верхняя половина песка приподнимается, образуя между верхней и нижней половинами щель, причем  образуется очаг возникновения турбулентного движения и весь песок сразу переходит в наиболее разрыхленное состояние.

Затем турбулентное движение захватывает весь песчаный слой, приходящий в состояние бурления. На сайте изображено стрелками движение воды вместе с песком: в этот момент вода в пьезометре быстро падает, указывая на мгновенное падение градиента. Это и есть момент перехода от ламинарного к турбулентному движению.

Возвращаясь к установке, показанной на сайте, следует заметить, что, если в сосуде на уровне 1 метр проделать отверстие и присоединить к нему шланг, то песчаная суспензия будет поступать в шланг и выливаться наружу, причем поступающая смесь, как показал опыт, содержит 0,4 объема воды на 0.6 объема песка. Таким образом, он представляет собой своеобразный насос без движущихся механических частей для образования густых суспензий и может быть использован при соответствующем его приспособлении для подачи суспензий при устройстве шахт.

При газонасыщенной грунтовой воде при уменьшении давления в ней могут выделяться газы в виде пузырьков, что придает фильтрации своеобразный характер. Вода фильтруется от точек с большим напором к точкам с меньшим напором; но это не значит, что вода при движении всегда подвергается уменьшающемуся давлению.




Дата 24.02.2015