Vízügyi Közlemények, 1947 (29. évfolyam)

1-4. szám - IV. Kisebb közlemények

112 KISEBB KÖZLEMÉNYEK állandókat összefoglaljuk és a kapillárisban uralkodó vízsebességről a porózus tömegben fellépő szivárgási sebességre térünk át, a Darcy-féle törvényhez vezet. Ehhez hasonló egyszerűsítést végezhetünk a sebesség második — az elektroozmotikus erők hatására fellépő — összetevőjére vonatkozólag is. Ekkor a szivárgási sebességre a következő összefüggés adódik: "

F = ki + к

Б E • к — vízáteresztőképességi együttható, i — hidraulikus esés, k

E = elektroozmotikus átfolyási együttható, E = elektromos térerősség. E törvény alapján, mely szerint a szivárgási sebesség egyrészt a hidraulikus eséssel, másrészt az elektromos térerősséggel egyenesen arányos, számíthatók az elektroozmotikus hatás alatt álló talajvízáramlás átfolyási viszonyai. A k

E (cm

2/Volt. sec) érték új talajfizikai jellemz őként fogható fel: azt a szivárgási sebességet jelenti, mely egységnyi térerősség és zérus hidraulikus esés esetén lép fel. Értéke laboratóriumi kísérletekkel határozható meg, és nagysága a talajok elektroozmotikus viselkedésére jellemző. Svájci kísérletek szerint pl. -egy iszapos homokra, melynek áteresztőképességi együtthatója к ~ 10~

1 cm/sec volt, k

E ~ 9.10~

a cm

2/Volt sec értékre adódott, ami azt jelenti, hogy 1 Volt/cm térerősség kb. 90-szer akkora szivárgási sebességet idéz elő, mint az i = 1 hidraulikus esés. Szűrőkutakkal végzett kísérletek is arra mutattak, hogy megfelelő talajok esetén kis elektromos teljesítménnyel 100 Watt) is úgy meggyorsult a vízáramlás, hogy a vízhozam megtöbbszöröződött. A k

E tényező, bonyolult fizikai felépítése miatt, az érzékelés számára nehezen hozzáférhető. Ezért Haefeli és Schaad bevezették a fajlagos elektroozmotikus emelkedés (h

E) fogalmát: azt a vízszintkülönbséget, mely egy U-alakú cső két szárában keletkezik, ha a vízszintes szárban elhelyezett L hosszúságú talajmintára U = 1 Volt feszültség hat. Mérése a 4. ábrán bemutatott vázlat szerint történik. Ha az emelkedés elérte a H

E értéket, nyugalmi helyzet áll elő: az elektromos feszültség egyensúlyt tart a hidrosztatikus nyomással. A szivárgási sebesség vp = 0, vagyis H

E U F — ki + k

E E = — к — + k

E— ^ 0 L L Ebből kE н

Е = Ли = h

Eu к k

E ahol h

E = •— a fajlagos elektroozmotikus emelkedés, dimenziója emlVolt. Ismeretében eldönthetk jük, hogy valamely áramlási folyamatra az elektroozmózis milyen hatással van. v Az elektroozmózis jelensége csupán akkor lép fel, ha a talaj megfelelően finomszemű, tehát nagy az érintkezési felület. Ha a pórusok (kapillárisok) átmérője növekszik, az elektrolízist okozó galvánáram jut az elektroozmotikus árammal szemben túlsúlyra és így a bevezetett áram az elektromos víztelenítés szempontjából nem hasznosítható. Az elmélet továbbfejlesztése lehetővé teszi, hogy elektromos árammal aktivált szűrőkútrendszerek vízszállítását számítsuk. Az áramlási folyamat számítása ugyanúgy, mint a nehézségi erő hatása alatt álló terek esetén, a potenciálelmélet alkalmazásával történhetik. 4. ábra.