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 ...