2.2.2 Выбор вязкости жидкости
Другая причина наладки водного отношения растворения кукурузного сиропа сокращения состояла в том, чтобы произвести жидкую вязкость, которая замедляет уровень проникновения к временным рамкам, соразмерным с распространяющимся уровнем.
Например, если бы воду вылили на отобранном песке, то вода не распространилась бы очень, из-за проникновения. Поэтому, чтобы продемонстрировать сцепление распространения и проникновения, вязкость жидкости должна была быть отобрана в соответствующем диапазоне для особой поверхности почвы. Например, нефть насоса имеет вязкость приблизительно в 58 раз больше чем это воды, тогда как плотность нефти насоса составляет 0.86 г/мл по сравнению с приблизительно 1.28 г/мл для кукурузного сиропа сокращения. Как следствие кукурузный сироп сокращения оттянут вниз наклонный
более быстро чем нефть насоса. Используя намного меньше водопроницаемого суглинка ила Начальника, было выполнимо использовать намного меньше вязкой жидкости, такой как 1 к 1 растворенный водой кукурузный сироп. Впоследствии было найдено, что 1 к 1 кукурузный сироп сокращения произведет непостоянный, или перебирал, распространяясь на наклоненной поверхности, и не находятся в пределах режима предсказания математической модели пролития. Антифриз, с вязкостью приблизительно в 6 - 8 раз больше чем это воды, мог использоваться на наклоненной поверхности суглинка ила, при условии, что угол наклона был приблизительно 2.5 степенями или меньше.
2.2.3 Формирование Модели проникновения Грина-Эмпта
Проникновение жидкости в поверхность почвы в конечном счете определяет область, покрытую пролитым объемом. Концептуально, чем более быстрое проникновение происходит, тем меньший будет область, покрытая любым особым жидким объемом. модель Грина-Эмпта обеспечивает упрощенное математическое описание строго вертикального жидкого потока. Эта модель составляет проходимость почвы, жидкой плотности, и вязкости и капиллярного поглощения почвой особой жидкости. Формулировка модели, как вместе со сверхповерхностным распространением, описана Келлером и Симмонсом (2005), который содержит подробное математическое описание его параметров. Поскольку модель не истинное решение точных многофазных уравнений потока, которые описывают жидкое проникновение в почву, ее параметры, как должно оцениваться, совместимые с наблюдаемым потреблением жидкости. Модель требует проводимости жидкости в определенной почве, эффективная пористость, занятая жидкостью, поскольку это входит в объем поры, и голову всасывания, действующую на wetting фронте, который определяет количество влияния капиллярности. Постоянный напор жидкости выше поверхности почвы и передний глава всасывания определяют гидравлический градиент с временной зависимостью. Используя закон Дарси для проводимости, гидравлический градиент определяет уровень проникновения. Необходимые параметры модели проникновения могут обычно оцениваться посредством отдельных или независимо полученных измерений. Однако, эффективные параметры модели также доступные, соответствуя этому к измерениям фактических показателей проникновения.
Чтобы измерить уровень проникновения, маленькая прозрачная труба может быть помещена вертикально в почву, простирающуюся ниже поверхности, как показано в рисунке 2.5. Жидкость льют в верхнюю часть трубы, не заполненной почвой. Жидкость начинает проникать, и однажды добавление жидких остановок, жидких снижений высоты. Прямые измерения того, как быстро жидкие снижения уровня в особой трубе могут быть приспособлены к точным уравнениям, чтобы оценить неизвестные точные параметры. Эта процедура была повторена много раз, чтобы подтвердить ее законность и проверить понятие жидко-среднего вычисления, которое может использоваться, чтобы перевести поведение проникновения воды в это совместимое с другой жидкостью. Жидко-среднее вычисление также описано более подробно Келлером и Симмонсом (2005). Раздел 4 и Приложение A этого отчета описывают больше математических деталей модели Грнина-Эмпта проникновения и методов для ее применения к экспериментальным почвам.
Рисунок 2.5 показывает воду, окрашенную красной с пищевым красителем, вылитым в вершину маленькой заполненной песком колонки. Красные марки вдоль трубы располагаются на 2 см; первая марка скрыта в спускающемся жидком потоке потока, который накапливается через ламповое поперечное сечение выше поверхности песка. wetting фронт (темная область ниже красного), как замечается, опустил приблизительно 2 см после 2.3 секунд заливки.
Через 3 секунды было закончено добавление 10 мл воды, и проникновение было закончено после 16.9 секунд. Проникновение было закончено, когда поверхностная жидкость полностью исчезла в песок, как показано структурами кино, приобретенными в 30 в секунду. Это прослеживание с высокой разрешающей способностью фронта проникновения
Рисунок 2.5. Водное Проникновение в Колонку Песка. Вода окрашена красной с пищевым красителем. Время спустя 2.3 секунды после начала добавления воды, чтобы появиться. Поток воды на 10 мл длится приблизительно 3 секунды и инфильтраты после 16.9 секунд с начала.
и жидкость, остающаяся на поверхности, может использоваться, чтобы калибровать модель проникновения. Колонка построена из тонкого, изогнулась, пластмассовый лист сокращался от бутылки с водой. Эта колонка стоит в маленькой стеклянной мензурке с ее показанной оправой.
Два метода использовались, чтобы измерить снижение жидкости в трубе проникновения. Первый метод глазом использовал правителя (64-ая резолюция дюймов), чтобы измерить жидкое снижение уровня как функцию времени.
Второй метод вовлекал измерение видео фотографий жидкого уровня, поскольку это изменилось со временем, в течение и после того, когда жидкость вылили в трубу проникновения. Первый метод мог только использоваться, пока проникновение было достаточно медленным, как получен с очень вязкой жидкостью. Видео метод (рисунок 2.5) потребовал только достаточно быстрого взятия фотографии с отметкой времени на каждой структуре. Видео метод также имел преимущество разрешения жидкого уровня выше поверхности и глубины проникновения ниже, чтобы быть измеренным одновременно для трубы среды почвы, забранной из профиля почвы.
Оценка параметров для модели Грина-Эмпта проникновения и демонстрации fluidmedia, измеряющий принцип обсужден в Разделе 4 после описания некоторых из пролитий, которые мотивировали измерение поглотительных свойств почвы и жидких комбинаций.