3.4 Увеличение области со Временем
Контур составляет в цифрах 3.1 до 3.4, может быть выражен с точки зрения прогрессии размера области как функция времени, так как пролитие началось. Такие области - главные предсказания, полученные из модели пролития, просил определенные жидкости и почвы. Рисунок 3.7 показывает увеличение области пролития в течение долгого времени. Отметь, что дополнительное пролитие 300 мл антифриза на суглинке ила включено в рисунок 3.7. Пролитие антифриза на 400 мл достигло нижней границы подноса и объединило там, таким образом усекая прогрессию области вовремя.
Рисунок 3.7. Прогрессия области пролития с течением времени.
Рисунок 3.8 дает прогрессии области для пролитий кукурузного сиропа сокращения, представленных в цифрах 3.5 и 3.6, показывая воздействие увеличивающегося поверхностного наклона. Очевидно, область, произведенная в дважды наклоне, только немного более крупная для более крутой наклонной поверхности. Увеличение удлинения, однако, более существенное. Оба пролития, независимо, берут в то же самое время, чтобы исчезнуть, или полностью проникнуть.
Рисунок 3.8. Прогрессия области пролития для Пролитий Кукурузного сиропа на Наклоненном Песке
4.0 Параметры проникновения и Вычисление Жидких сми
Поверхностным распространением пролития по существу управляют плотность жидкости и вязкость, так же как поверхностный наклон. То, сколько времени пролитие может размножиться прежде, чем быть поглощенным, зависит от проходимости почвы, действующей в соединении с вязкостью. Вместе, проходимость и вязкость определяют определенную жидкую проводимость, которая определяет темп проникновения, далее в зависимости от постоянной жидкой высоты и капиллярного всасывания в почву. Эффективность почвы для того, чтобы поглотить особую жидкость может быть оценена, фактически никогда не выполняя пролитие. Все, что необходимое, является измерением проникновения, как описано в Разделе 2.2.3, чтобы получить параметры для модели Грина-Эмпта. Эта модель используется, чтобы уменьшить высоту жидкости, h, пролития, поскольку это распространяется по поверхности почвы. В этой секции
также продемонстрирована законность жидкости, измеряющих принцип. По существу жидкости, измеряющие принцип, позволяют соответствующим параметрам быть выведенными из информации о проникновении одной стандартной жидкости, такой как вода.
Модель Грина-Эмпта для простого вертикального проникновения заявлена следующим образом:
Где проводимость жидкости:
Где,
k = проходимость (cm2)
ρ = плотность жидкости(грамм/мл)
g = ускорение силы тяжести
μ = динамическая вязкость жидкости (балансируют = 1 gm/cm-sec)
φ = пористость среды почвы (общее количество пустот/объема объема)
h = Вымота жидкости (см)
z = передняя глубина (см)
hj половина = переднее главное или капиллярное всасывание (см)
В модели проникающий фронт, как предполагается, насыщает или заполняет пористость, и передняя голова измерена с точки зрения жидкости, двигаются к данной плотности жидкости. Решения этого уравнения проникновения для различных условий жидкого входа (граничные условия) получены в Приложении A. Различные входные условия, примененные во время тестов калибровки проникновения, объясняют в том приложении.
Измеряющий принцип заявлен как
где σ - поверхностное натяжение жидкости (дины/см). Начало на символах в Уравнении 4.3 обозначает справочную жидкость, такую как вода. Уравнение 4.2 является также измеряющим принципом, о котором можно вновь переписать как
который является заявлением, что проходимость, которая, как предполагают, была неизменной для различной жидкости, может быть определена, измеряя проводимость (насыщаемая ценность) для той справочной жидкости (вода). Проникновение органической жидкости, такой как нефть, в уже сырую почву включая воду является сложным многофазным процессом потока, вообще требуя математической теории, намного больше сложной чем Уравнение 4.1. Обычно, полная информация о жидком почвой взаимодействии, данном как жидкое капиллярное задержание и проводимость как функция объемного жидкого содержания, необходимая, чтобы решить проблему динамического проникновения. Уравнение 4.1 составляет упрощение, потому что должны быть определены только несколько эффективных параметров. В частности когда маленькая концентрация воды первоначально присутствует, тогда пористость только что часть пористого объема, доступного для потока. Таким образом, доступная пористость
Где
и общая плотность почвы включая воду и другую неводную жидкость
В уравнении 4.7, “s” обращается к твердым частицам почвы, “w” указывает на водную фракцию, и “o” - другая жидкость. Массовая фракция воды относительно сухой массы почвы (не включая любую другую жидкость любой) является w в Уравнении 4.6. Отметь это
и подобное выражение справедливо для другой жидкости, когда существующий. Когда только вода присутствует, общая плотность
Вместе, Уравнения 4.6 и 4.9 обеспечивают оценку Уравнения 4.5 от измерений общей плотности и водной массовой фракции, w. Если объем жидкости V пропитан в сырую почву по области A, то глубина, z, достигла, дают
Это уравнение предполагает, что водная фракция не перемещается, который вообще ложный, и что проникновение только что закончилось, так, чтобы жидкость еще не перераспределила вниз. Эти предположения подходящие для ранней стадии проникновения, в то время как распространение имеет место.
Уравнение 4.10 является другим средством для того, чтобы определить пористость, требуемую использовать (Уравнение 4.1). Если глубина, z, получена визуально, скажи, видя переднее местоположение в трубе проникновения, и применялся, количество жидкости известное, то эффективная доступная пористость найдена. Для пролития доступная пористость управляет, как глубоко жидкое проникновение немедленно после того, как пролитие исчезает проникновением. Уравнение 4.1 представляет жидкий слив, который уменьшает поверхность, распространяющуюся в течение долгого времени в каждом местоположении. В каждом местоположении распространения на поверхности почвы, различном z, и возможно различных образцовых параметрах, φ, могут примениться K, и половина.
Цель этого исследования пролития состоит в том, чтобы доказать, что модель Грина-Эмпта (Уравнение 4.1) применяется и соответствует, демонстрируя его калибровку. Различные решения модели для калибровки найдены в Приложении A. В некоторых ситуациях вязкость не может быть известной непосредственно, или ее ценность может быть эффективной при среде почвы, особенно если пролитая жидкость смешивающаяся с водой. Например, эффективную вязкость кукурузного сиропа сокращения и антифриза трудно установить в единственной ценности, когда они входят в сырую почву. Калибровка Уравнения 4.1 достигнута, соответствуя его решениям измерений под указанными граничными условиями. Приложение A обеспечивает решения, используемые для калибровки при различных условиях управления. Например, одно особое условие состоит в том, чтобы вызвать проникновение под постоянной прикладной жидкой высотой, h. Другое условие состоит в том, чтобы применить определенный объем быстро в трубу проникновения,