Геофізика ландшафтів

(2.7.)

де r o- динамічна в"язкість середовища; S - площа міделєвого перерізу; Vвід. - швидкість потоку рідини або газу відносно швидкості руху частинки.Cx - аеродинамічний коефіціент.

Число Рейнольдса є функція від кількох змінних і визначається наступним співвідношенням

(2.8.)

де d- діаметр частки.

При малих швидкостях опір середовища практично обмежений силами тертя і мало залежить від Rе. Тому для розрахунків сил лобового опору краще скористатися простішими для аналізу формулами

(2.9.) або (2.10.)

де 0,6 - аеродинамічний коефіцієнт.

Проведені за цими формулами розрахунки сил лобового опору дають високу подібність значень. Але, враховуючи те, що частіш уживаною є формула Стокса (2.9.), вона була прийнята за основу. Під час руху піщинки в повітряному потоці, в залежності від співвідношення швидкостей вітру і руху піщинки, можлива різнонаправлена дія аеродинамічних сил - прискорююча в випадку, коли швидкість вітру більша, ніж швидкість польоту піщинки і гальмуюча, при зворотному співвідношенні

(2.11.)

де r п - питома вага піщинки (для кварцу 2500 кГ/м3; V- швидкість вітру; U- швидкість руху піщинки; h - динамічна в’язкість повітря (1.837 х 10-5 кГ/м.с, при 25оС .

Об’єднавши сталі члени рівняння, які визначають тільки від геометричних параметрів, в коефіцієнт К, запишемо рівняння 2.11. в новому вигляді

(2.12.)

В ідеальних умовах (піщинка правильної кулеподібної форми, котиться по рівній поверхні) рух піщинки буде проходити без відриву від поверхні. В реальних же умовах, в силу геометричних властивостей піщинки і поверхні, незалежно від швидкості, рух піщинки буде стрибкоподібним, тобто сальтуючим, і може бути описаний єдиним фізико-математичним апаратом.

Рівняння руху сальтації часток можна скласти виходячи з наступних міркувань. Незалежно від того, що послужило причиною відриву (удар об поверхню, чи удар палаючої піщинки), приймемо, що піщинка підлітає вертикально вверх з початковою швидкістю відриву (Uг). Після отримання вертикального поштовху параметри траєкторії польоту будуть формуватися наступними факторами: вертикальним аеродинамічним і гравітаційним гальмуванням, горизонтальним аеродинамічним прискоренням, що створюється натиском вітру. Враховуючи специфіку взаємодії аеродинамічних і гравітаційних сил, складемо рівняння руху піщинки на стадії підйому, для вертикальної складової швидкості (Uв)

(2.13)

і для її горизонтальної складової (Uг)

(2.14.)

де Vг і Vв - горизонтальна і вертикальна складові швидкості вітру.

Перше інтегрування цих рівнянь і їх рішення відносно Uв і Uг дозволяє знайти формули для визначення горизонтальної і вертикальної складових швидкості переносу піщинок. Істотною перешкодою для виконання такої операції є те, що вертикальна і горизонтальна складові швидкості вітру є функція від ряду змінних, не пов’язаних з параметрами траєкторії сальтації. І якщо в рівнянні 2.13., в силу того, що Vв в багато разів менше від Vг і практично не впливає на вертикальну складову швидкості руху піщинки, то при рішенні рівняння 2.14. обов’язково необхідно встановити функціональну залежність між висотним положенням піщинки (Н) і швидкістю вітру.

Після спрощення і інтегрування 2.13 знаходимо вираз для Uв

Інші цікаві матеріали

Паливні корисні копалини нафта, газ, вугілля, сланці, торф
Паливні корисні копалини – це природні та мінеральні речовини, які з достатнім економічним ефектом використовуються в техніці та народному господарстві для давання тепла та інших корисних речовин. Як відом ...

Країни Закавказзя (Азербайджан, Вірменія, Грузія)
Країнами Закавказзя є Азербайджан, Вірменія, Грузія. Регіон, розташований між Чорним та Каспійським морями, має вигідне географічне положення. Морські узбережжя створюють сприятливі умови для розвитку економічних зв'язк ...

Розвиток і розміщення виробництва мінеральних вод України
Удосконалення господарського механізму України в період формування ринкової економіки здійснюється на основі проведення економічних досліджень, у тому числі в галузі розміщення продуктивних сил. Пізнання законів розміще ...