Геометрические и гидравлические характеристики наносов

К геометрическим(механическим) характеристикам в зависимости от размеров частиц наносов их форма изменяется. Наиболее крупные частицы обычно имеют окатанную форму. В среднем форму таких наносов можно принять шарообразной(до песка среднего размера). Поэтому основным геометрическим размером таких частиц будет диаметр. Более мелкие частицы при рассмотрении в микроскоп имеют не правильную чешуйчатую форму строения. Геометрический размер таких частиц определяется при помощи ситового анализа (диаметром сит). Еще более мелких частиц гидравлическим способом (по скорости падения в стоячей воде). Для еще более мелких частиц есть пипеточная установка. К механическим характеристикам относится удельный и объемный вес: удельный вес это вес одной еденицы объема материала. Изменяется в среднем от 2.3 до 2.7 в среднем 2.65 тонны на метр в кубе. Объемный вес – вес одной единицы объема материала с учетом пор: где - удельный вес наносов, -коэф порозности. Равен отношению объема пор между частицами к объему занимаемому самими частицами. К гидравлическим характеристикам относятся: гидравлическая крупность – это скорость равномерного падения в стоячей воде. Формулу для получения гидравлической крупности можно получить из условия равновесия(Gсила тяжести = Wсила сопротивления) при определении силы сопротивления необходимо рассматривать три варианта: 1 ламинарное обтекание частиц 2 турбулентное 3 переходное. К ламинарному относится обтекание при очень малых скоростях и малых размерах частиц. Для ламинарного режима движения впервые зависимость для силы сопротивления теоретически была получена Стоксом. Была решена задача обтекания шара водным потоком. R- радиус частицы мю- коэф динамической вязкости Омега- скорость обтекания(гидравлическая крупность) данное выражение действительно для идеального шара так как частицы наносов имеют не правильную форму (эллипсоид) то появлется штопорное вращение, в результате чего W становится немного больше. Если ввести эти поправки то увеличение будет на треть. ; тогда гидравлическая крупность: данная формула применима для ламинарного движения при диаметре частиц менее 0.1мм. для более крупных частиц (диаметр более 1.5мм) подставляем формулу для турбулентного режима движения. ; =1.17 тогда для турбулентного режима обтекания гидравлическая крупность: ; есть формулы и для переходного режима. Гончаров предложил пользоваться единой формулой, для этого в формулу для турбулентного режима нужно ввести поправочный коэф 1/φ ; в переходной области частицы диаметром от 0.1 до 1.5мм φ – параметр турбулентного обтекания зерен, который для частиц диаметром более 1.5мм = 1 а для остальных его можно посмотреть по спец таблице. Он зависит от температуры воды и размеров частицы. Теоретически ;