Articolo metodologico

Esplorare gli effetti dell'inquinamento atmosferico forcing per evaporazione: Integrazione sperimentale dello strato atmosferica Boundary e Subsurface Shallow

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DOI:

10.3791/52704

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8 giugno 2015

 ,  , 
1Civil and Environmental Engineering, Colorado School of Mines

In questo articolo

Sommario

Un protocollo per la progettazione e la costruzione di un serbatoio terreno interfacciato ad una piccola galleria del vento climatica controllata per studiare gli effetti delle forzanti atmosferici sul evaporazione è presentato. Sia il serbatoio suolo e galleria del vento sono strumentati con tecnologie di sensori per il continuo nella misurazione in situ di condizioni ambientali.

Abstract

L'evaporazione è direttamente influenzata dalle interazioni tra l'atmosfera, la superficie terrestre e il sottosuolo del suolo. Questo lavoro si propone di studiare sperimentalmente l'evaporazione in varie condizioni al contorno della superficie per migliorare la nostra attuale comprensione e caratterizzazione di questo fenomeno multifase, nonché per convalidare le teorie numeriche del trasferimento di calore e di massa che accoppiano il flusso di Navier-Stokes nell'atmosfera e il flusso di Darciano nel mezzo poroso. I dati sperimentali sono stati raccolti utilizzando un unico apparato di serbatoi per il suolo interfacciato con una piccola galleria del vento climatizzata. L'apparato sperimentale è stato strumentato con una suite di tecnologie di sensori all'avanguardia per la raccolta continua e autonoma dell'umidità del suolo, delle proprietà termiche del suolo, della temperatura del suolo e dell'aria, dell'umidità relativa e della velocità del vento. Questo apparato sperimentale può essere utilizzato per generare dati in condizioni al contorno ben controllate, consentendo un migliore controllo e la raccolta di dati accurati su scale di interesse non realizzabili sul campo. Il flusso d'aria indotto a diverse velocità del vento distinte sulla superficie del suolo ha portato a un comportamento unico di trasferimento di calore e massa durante le diverse fasi evaporative.

Introduzione

Comprendere l'interazione tra la terra e l'atmosfera è fondamentale per la nostra comprensione di molti problemi del mondo di oggi, come fuoriuscita di anidride carbonica geologicamente-sequestrato nel suolo, i cambiamenti climatici, l'acqua e l'approvvigionamento alimentare, il rilevamento accurato delle mine terrestri, e la bonifica delle acque sotterranee e del suolo. Inoltre, gli scambi primari di calore e acqua che guidano condizioni meteorologiche globali e regionali verificano sulla superficie della Terra. Molti fenomeni meteorologici e climatici (ad esempio, uragani, El Ni & # 241; o, siccità, ecc) sono principalmente guidati da processi associati atmosferico-land interazioni di superficie 1. Come più della metà della superficie terrestre sulla Terra è aride o semiaride 2-4, che descrive con precisione il ciclo delle acque in queste regioni sulla base di scambi di calore e di acqua tra l'aria atmosferica e la superficie del suolo è fondamentale per migliorare la nostra comprensione di le questioni di cui sopra,in particolare nelle regioni vulnerabili alla siccità e alla desertificazione estesa. Tuttavia, nonostante decenni di ricerca, rimangono ancora molte lacune nelle conoscenze nell'attuale comprensione di come il sottosuolo superficiale e l'atmosfera interagiscono 5.

Processi di trasporto coinvolgono acqua liquida, vapore acqueo, e il calore nel suolo sono dinamiche e fortemente accoppiato rispetto alle interazioni con il suolo e forzata condizioni al contorno (cioè, temperatura, umidità relativa, radiazione termica). Modelli di calore e di massa di trasferimento numeriche comunemente semplificano troppo o si affacciano su un certo numero di queste complessità dovuta in parte alla mancanza di prove e la raffinatezza delle teorie esistenti derivanti da una carenza di dati ad alta risoluzione spaziale e temporale. Dataset sviluppati per la convalida dei modelli sono spesso carenti informazioni atmosferica o sottosuolo fondamentale per testare correttamente le teorie, con conseguente modelli numerici che non rappresentano adeguatamente importazioneprocessi formica o dipendono dall'uso di parametri poco conosciute che sono regolate o adattarsi al modello. Questo approccio è ampiamente utilizzato per la sua semplicità e facilità di utilizzo e presenta in alcune applicazioni indicate molto merito. Tuttavia, questo approccio può essere migliorato attraverso una migliore comprensione della fisica dietro questi "parametrizzazioni concentrati" effettuando esperimenti ben controllati in condizioni transitorie che sono in grado di prove di calore e trasferimento di acqua teoria 6.

Un'attenta sperimentazione in laboratorio permette dataset di precisione da generare che può successivamente essere utilizzato per validare modelli numerici. Dati disponibili da siti di campo sono spesso incomplete e costoso ottenere, e il grado di controllo necessari per ottenere una comprensione fondamentale dei processi e per generare dati di convalida del modello potrebbero essere considerati talora inadeguata. Laboratorio di sperimentazione di fenomeni naturali quali l'evaporazione del suolo permette atmoscondizioni atmosferico (cioè, temperatura, umidità relativa, velocità del vento) e le condizioni del suolo (ad esempio, tipo di terreno, la porosità, la configurazione d'imballaggio) da controllare con attenzione. Molte tecniche di laboratorio utilizzate per lo studio di evaporazione del suolo e del suolo proprietà termiche e idrauliche utilizzano un campionamento distruttivo 7-10. Metodi di campionamento distruttivi richiedono che un campione di suolo decomprimere per ottenere dati puntuali, impedendo la misurazione del comportamento transitorio e distruggere proprietà fisiche del suolo; questo approccio introduce errore e l'incertezza per i dati. Misure non distruttive, come il metodo presentato qui, consentono la determinazione più accurata e lo studio dell'interdipendenza di proprietà del suolo e processi 11.

L'obiettivo di questo lavoro è quello di sviluppare un apparato di carro armato del suolo e protocollo associato per la generazione di dati di risoluzione spaziale e temporale elevate relative agli effetti delle variazioni atmosferiche e delle condizioni del sottosuolo suevaporazione nudo terreno. Per questo lavoro, una piccola galleria del vento in grado di mantenere una velocità del vento e temperatura costanti è interfacciato con un apparato tank terreno. La galleria del vento e il serbatoio del suolo sono strumentati con una suite di tecnologie allo stato dell'arte dei sensori per la raccolta di dati autonomo e continuo. Velocità del vento viene misurata utilizzando un acciaio tubo di Pitot-statico in acciaio collegato a un trasduttore di pressione. Temperatura e umidità relativa sono monitorati nell'atmosfera utilizzando due tipi di sensori. Umidità relativa e temperatura vengono monitorati anche sulla superficie del suolo. I sensori della misura dell'umidità del suolo sottosuolo e della temperatura. Misurazioni di peso dell'apparato serbatoio vengono utilizzati per determinare l'evaporazione attraverso un bilancio di massa di acqua. Per dimostrare l'applicabilità di questo apparato sperimentale e protocollo, presentiamo un esempio di evaporazione nudo suolo in diverse condizioni di velocità del vento. Il serbatoio del terreno, ricco omogeneo con una sabbia ben caratterizzato, è stato inizialmente completamente saturated e lasciato evaporare liberamente in condizioni atmosferiche attentamente controllate (temperatura, velocità del vento).

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Protocollo

Nota: i test di laboratorio viene eseguita utilizzando un banco a due dimensioni del serbatoio scala interfacciato con un apparato di galleria del vento climatica controllata. Sia il serbatoio bilancia da banco e in galleria del vento sono strumentati con diverse tecnologie di sensori. Il protocollo seguente discutere innanzitutto la costruzione e la preparazione del serbatoio terreno, seguita da una discussione della galleria del vento e la strumentazione di entrambi. Le dimensioni del serbatoio, le dimensioni della galleria del vento, il numero di sensori, e il tipo di tecnologia dei sensori presentati possono essere modificate in funzione delle esigenze di uno specifico set-up sperimentale. Il protocollo presentato di seguito è stato utilizzato per studiare sperimentalmente gli effetti della velocità del vento per evaporazione nudo terreno.

1. Costruzione e preparazione di mezzi porosi serbatoio del suolo

  1. Tagliare un grosso pezzo di 1,2 cm di spessore vetro acrilico in cinque riquadri singoli. Montare questi riquadri in un serbatoio terreno decappottabile con interno lunghezza, la larghezza e l'altezza di 25, 9.1 e 55 centimetri, respcace. Vetro acrilico permette processi nel sottosuolo da osservare visivamente.
  2. Disegnare una griglia 5 x 5 che di 25 cm 25 cm su ciascuno dei due grandi lastre di vetro (lunghezza 25 cm e Altezza 55 cm) come mostrato in Figura 1. Assicurarsi che ogni quadrato all'interno della griglia ha una superficie di 25 cm 2 (Figura 1). La griglia sarà utilizzato correttamente spazio sensori all'interno del serbatoio del suolo.

figure-protocol-1
Figura 1: schematica frontale e laterale della vasca suolo utilizzato per il set-up sperimentale (dimensioni sono in centimetri) (a) La vista frontale della vasca terreno visualizzazione del sistema di rete costituita venticinque 5 centimetri x 5 cm. piazze. (B) La vista laterale del serbatoio del suolo, mostrando la temperatura installato, umidità relativa e rete di sensori di umidità del terreno come funczione di profondità. Si noti che i disegni non sono in scala.

  1. Su uno dei grandi aerei vetro, praticare un totale di venticinque 1,9 centimetri (¾ di pollice) di diametro per i sensori di umidità del suolo.
    1. Perforare ciascun foro al centro di ogni quadrato nella griglia stabilita nel passaggio 1.2 in modo che i centri dei fori di due quadrati adiacenti sono 5 cm di distanza; la prima serie di fori è di 2,5 cm sotto la parte superiore del serbatoio. Utilizzare rubinetti opportunamente dimensionate per tagliare fili in ciascuno dei fori appena creati. La spaziatura di 5 cm tra le sonde assicura che ogni sensore è al di fuori del volume di campionamento del sensore successivo più vicino.
  2. Allo stesso modo, forare e toccare un totale di venticinque 0,635 centimetri (¼ di pollice) fori di diametro al centro di ogni casella della griglia creato durante Fase 1.2. Assicurarsi che il centro di ogni foro è distanziato 5 centimetri a parte con la prima fila di fori trova a 2,5 cm sotto la parte superiore del serbatoio del suolo. La spaziatura di 5 cm tra le sonde assicura che ogni sensor è al di fuori del volume di campionamento del sensore successivo più vicino.
  3. Nel riquadro acrilico utilizzato come il fondo del serbatoio, trapano e toccare un foro di diametro singolo ½ pollice al centro del pannello. Colla un setaccio a maglie (più fine i terreni di prova da utilizzare) sopra il foro sul lato interno del vetro. Sul lato esterno del piano di fondo, installare un gomito a 90 ° che è collegato al tubo flessibile con una valvola regolabile. Questa valvola e il tubo viene utilizzato per drenare l'acqua dal serbatoio al termine di un esperimento o come un modo per installare dispositivi di testa costante per il mantenimento di una profondità di falda costante.
  4. Utilizzare colla grado marino o simile polimero adesivo resistente all'acqua per fissare e sigillare il serbatoio insieme come mostrato in Figura 1. Lasciare indurire l'adesivo per un giorno.
  5. Per sollevare il serbatoio fuori del terreno e fare spazio per il gomito a 90 ° (Figura 1), fissare due ulteriori pezzi di vetro acrilico di spessore 1,2 centimetri con lengtH 12 cm e altezza 5 cm dal fondo del serbatoio.

2. Costruzione e Preparazione del clima controllata Wind Tunnel

  1. Costruire lungo 215 centimetri porzione a monte del tunnel del vento di materiale canalizzazione acciaio zincato rettangolare che ha una larghezza di 8,5 cm e altezza di 26 cm. Circondare la parte esterna del condotto con isolamento polistirene.
  2. Praticare un piccolo foro nel lato del lavoro condotto vicino all'uscita valle della porzione a monte del tunnel del vento per l'inserimento di un sensore di umidità-temperatura relativa (Figura 2).

figure-protocol-2
Figura 2:. Completo set-up sperimentale, compreso il serbatoio, canalizzazione, sensori di rete (le dimensioni sono in centimetri) Completare sperimentale messa a punto dell'apparato galleria del vento e il suolo-tank combinato. La galleria del vento èelevata e si trova a filo con la superficie del serbatoio terreno. Il serbatoio suolo è strumentato con una rete di sensori utilizzati per misurare una varietà di sottosuolo e variabili atmosferiche. I cerchi della griglia rappresentano le posizioni per l'inserimento di questi sensori. Un sistema di controllo di riscaldamento e di un condotto della ventola in linea sono usati per controllare la temperatura e la velocità del vento, rispettivamente. Il tubo di Pitot-statico viene utilizzato per misurare la velocità del vento. L'intero apparato si siede su una scala di ponderazione per ottenere un bilancio di massa durante la sperimentazione. Si noti che lo schema non è in scala.

  1. Installare cinque elementi riscaldanti infrarossi ceramica posizionati in parallelo all'interno di un riflettore lungo la lunghezza della porzione a monte del tunnel del vento. Collegare gli elementi riscaldanti infrarossi ad un sistema di controllo della temperatura regolata da un sensore di temperatura a infrarossi.
  2. Costruire la parte centrale della galleria del vento su due pannelli di spessore 1,2 centimetri acrilici con una lunghezza e un'altezza di 25 cm e 26 centimetri rispettivamente.Praticare due 0,635 centimetri (¼ di pollice) di diametro in uno dei pannelli sezione centrale per inserire la temperatura e / o sensori di umidità-relative di temperatura nelle posizioni indicate nella figura 2.
    1. Fissare i pannelli in acrilico per la parte superiore delle pareti laterali del serbatoio del suolo (ad esempio, pannelli con dimensioni 25 centimetri x 55 cm) con un forte nastro adesivo, assicurando che la galleria del vento e pannelli serbatoio terreno sedersi a filo con l'un l'altro.
  3. Costruire i primi 50 cm della porzione a valle della galleria del vento dallo stesso formato materiale canale rettangolare descritto nel passaggio 2.1. Sul lato di terminazione, ridurre il materiale canale rettangolare ad un condotto circolare 15,3 centimetri di diametro e lunghezza 170 cm. Installare un ammortizzatore in acciaio zincato, utilizzato per regolare la velocità del vento, all'estremità a valle del canale rotondo di aiuto nel controllo della velocità del vento.
  4. Come nel passo 2.2, perforare un foro di diametro 0,635 centimetri sul lato del condotto rettangolare valle vicino all'ingresso per ilinserimento di un sensore di umidità relativa temperatura. Perforare un secondo 0,635 centimetri foro di diametro dalla parte superiore del condotto rettangolare lungo la linea centrale della galleria del vento.
  5. Installare un condotto della ventola in linea a mezzo del condotto (ad es, 85 centimetri a valle dalla riduzione descritto al punto 2.4) orientati per espellere l'aria dalla parte a valle della galleria del vento. Interfaccia la ventola con un regolatore di velocità variabile per un controllo più preciso della frequenza di rotazione e di velocità del vento risultato.
  6. Uso dei materiali di saldatura e scaffalature regolabili per elevare e fissare l'apparato galleria del vento. Assicurarsi che il fondo della canalizzazioni a monte ea valle sono a filo con la parte superiore del serbatoio del suolo (figura 2).

3. Installazione di sensori

  1. Prima dell'installazione all'interno del serbatoio terreno, garantire ogni umidità del suolo e sensore di temperatura in un alloggiamento NPT filettata (1,9 centimetri e 0,635 centimetri alloggiamenti, rispettivamente) e seal di sigillante lampeggiante per evitare che l'umidità intrusione. Non utilizzare prodotti sigillanti a base di silicone in quanto possono interferire con le parti elettroniche all'interno alcuni sensori. Curare i sensori per circa una settimana.
  2. Prima dell'installazione nel serbatoio terreno, calibrare i sensori di umidità del terreno secondo la α-miscelazione metodo a due punti sviluppato da Sakaki et al. 12.
  3. Avvolgere i fili di ogni alloggio NPT con nastro idraulici prima dell'installazione in vasca per aiutare a fornire una migliore tenuta tra la filettatura NPT e vetro acrilico.
  4. Installare un totale di 25 di umidità del suolo e di temperatura sensori ciascuno orizzontalmente attraverso le pareti del serbatoio nelle posizioni indicate nel passaggio 1.2. Intrecciare i cavi dei sensori in sincronia con la NPT / alloggi in modo da non danneggiare il cablaggio interno entro i cavi. Non over-coppia i NPTS in modo da evitare che il vetro di cracking. Collegare i sensori di umidità del suolo e sensori di temperatura ai propri dati designatilogger.
  5. Installare 3 relativi sensori di umidità-temperatura sulla superficie del suolo a distanze di 2,5, 12,5 e il 21,5 cm dal bordo anteriore del serbatoio. Posizionare i sensori in buon contatto con la superficie del terreno in modo che le letture di umidità relativa riflettono le condizioni sulla superficie del suolo, piuttosto che l'aria circostante. Collegare i sensori al data logger.
  6. Per ottenere la temperatura dell'aria necessaria e misurazioni di umidità relativa in atmosfera, installare sensori di umidità-temperatura relativi nella sezione flusso libero della galleria del vento, utilizzando i fori attraverso le sezioni a monte ea valle della galleria del vento, nonché i pannelli.
  7. Installare un tubo di Pitot-statico direttamente a valle del serbatoio suolo attraverso il foro 0,635 centimetri praticato nella parte superiore del tratto in galleria del vento valle. Tenere il tubo di Pitot-statico ad una altezza di 13 cm dal piano della sezione. Collegare il tubo di Pitot-statico ad un trasduttore di pressione differenziale.
  8. Calibrazè Il trasduttore di pressione differenziale. Le misure del tubo di Pitot-statico pressione dinamica che è definito come la differenza della stagnazione e pressioni statiche. Il differenziale di pressione viene interpretato dal trasduttore di pressione come differenza di tensione.
    1. Misurare la tensione in nessun condizioni di flusso (tensione dovrebbe essere approssimativamente uguale a 0) e per il flusso di un noto pressione dinamica; ciò permette una relazione lineare da stabilire tra la pressione dinamica e la tensione. Determinare la velocità del vento applicando l'equazione di Bernoulli:
      figure-protocol-3 (1)
      dove V (m / sec) è la velocità del vento, P dinamico (Pa) è la pressione dinamica, e ρ (kg / m 3) è la densità dell'aria.
    2. Confrontare la velocità calcolata utilizzando l'equazione (1) con un altro dispositivo di misura. Qui, confrontare i TRA pressione differenziale tubo di Pitot-staticonsducer con Laser Doppler Velocimetry (LDV) misure che ha una precisione di ± 0,01 m / sec.
      Nota: Una sintesi di sensori impiegati e delle loro frequenze di campionamento associati si trovano nella tabella 1 Per le specifiche del sensore e altre informazioni, fare riferimento al materiale allegato / dotazioni..
Sensor Misure sensore Numero di sensori impiegati in apparati sperimentali Sensore Frequenza di campionamento (min)
EC-5 Umidità del suolo 25 10
ECT Suolo / temperatura dell'aria 25 10
SH-1 Proprietà termiche 1 10
EHT Umidità relativa / temperatura 5 10
Telecamera a infrarossi La temperatura della superficie / evaporazione 1 1
Fotocamera digitale Visualizzazione di essiccazione anteriore 1 60
Tubo di Pitot statico Velocità del vento 1 10
Scala ponderazione Cumulativo di evaporazione / velocità di evaporazione 1 10

Tabella 1: Sintesi dei sensori utilizzati in parte sperimentale di questo studio.

4. Imballare il suolo del carro armato e prepararsi per l'inizio della sperimentazione

  1. Prima di imballaggio del serbatoio con terreno, testare la sua integrità eseguendo una prova di tenuta. Riempire il serbatoio con acqua e aspettare 4-6 ore per evitare perdite nella struttura o sensori sono sviluppate.
    1. Se le perdite si sviluppano, svuotare il serbatoio, lasciare asciugare durante la notte e fissare le perdite utilizzando la stessa madesivo Arine usato durante la costruzione originale. Se perdite si sviluppano, svuotare il serbatoio del terreno e prepararsi per i passaggi che seguono.
  2. Determinare il volume totale del serbatoio con sensori a posto. Riempire con cura il serbatoio con acqua utilizzando un cilindro graduato, avendo cura di registrare la quantità di acqua aggiunta. Convertire il volume complessivo registrato centimetri cubici per l'utilizzo in fase 4.5.
  3. Ottenere terreno asciutto per imballare il serbatoio di terreno. Caratterizzare le proprietà idrauliche e termiche del suolo selezionato separatamente, in conformità con i metodi discussi in Smits et al. 11
  4. Attentamente wet-imballare il serbatoio terreno con il suolo e l'acqua deionizzata.
    1. Per bagnare-imballare serbatoio terreno, prima versare circa 5 cm di acqua nel serbatoio. Aggiungere lentamente terreno asciutto per l'acqua nel serbatoio, con una paletta, con incrementi di profondità 2,5 centimetri. Registrare il peso della sabbia aggiunto durante ciascun ascensore quindi la porosità del terreno imballaggio può essere calcolato.
    2. Al completamentodi ogni strato, ripetutamente toccare le pareti del serbatoio utilizzando un martello di gomma, 100-200 volte, per ottenere una densità di massa uniforme. Durante il tapping, evitare il contatto con i sensori e cavi del sensore. L'uso di dispositivi vibranti dovrebbe essere evitata in modo da non danneggiare la rete di sensori sensibili.
  5. Al termine del confezionamento del serbatoio, sommare insieme i pesi di ogni strato di terreno (vedere Fase 4.4) per ottenere la massa totale del suolo. Dividere la massa totale della densità apparente del suolo (ad esempio la densità di massa di sabbia di quarzo è 2,65 g / cm 3) per determinare il volume di sabbia (V s, cm 3). Calcolare la porosità (η, m 3 / m 3) del suolo nel serbatoio secondo:
    figure-protocol-4 (2)
    dove (V T, m 3) è il volume totale del serbatoio vuoto determinato al punto 4.2.
  6. Una volta che il serbatoio è completamente pieno, posizionare un coperchio di plastica come involucro di saran sopra il serbatoio fino l'esperimento è pronto per iniziare a prevenire l'insorgenza di evaporazione.
  7. Posizionare il serbatoio su una scala di ponderazione per monitorare la perdita di acqua cumulativa che a sua volta può essere utilizzato per calcolare il tasso di evaporazione.
  8. Calcolare il tasso di evaporazione oraria dividendo la perdita di peso oraria dal prodotto della densità di acqua e l'area della sezione trasversale della superficie evaporante.

5. Avviare l'esperimento e l'avvio della raccolta dei dati

  1. Una volta che il set-up è completo, determinare le condizioni atmosferiche (temperatura desiderata cioè, velocità del vento). Assicurarsi che i registratori di dati e di altri sistemi di acquisizione dati siano accesi e impostati gli intervalli di campionamento corretti (per esempio, ogni 10 min).
  2. Avviare il sistema di ventilazione e controllo della temperatura. Lasciare le condizioni climatiche equilibrare prima di rimuovere il coperchio di plastica sulla superficie dei sserbatoio dell'olio. Simula per il periodo di tempo desiderato (ad esempio, 15 giorni).

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Risultati

L'obiettivo di questo esperimento presentato qui era di studiare l'effetto della velocità del vento per evaporazione dal suolo nudo. Le proprietà principali del terreno di prova utilizzato in questo studio sono riassunti nella Tabella 2. Una serie di esperimenti sono stati eseguiti in cui diverse condizioni al contorno della superficie del suolo (cioè, velocità del vento e temperatura) sono stati applicati (Tabella 3). Sebbene siano stati eseguiti quattro esperimenti a ...

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Discussione

Lo scopo di questo protocollo è quello di sviluppare un apparato sperimentale e relative procedure per la generazione di dati ad alta risoluzione spaziale e temporale necessarie per studiare le interazioni terra atmosferica rispetto al calore e processi di trasferimento di massa. L'apparato sperimentale descritto consisteva in un serbatoio suolo e una piccola galleria del vento, ambedue equipaggiato con una serie di sensori per la misurazione di suolo e atmosferiche variabili pertinenti (ad esempio, velocit...

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Dichiarazioni

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari in competizione.

Ringraziamenti

Questa ricerca è stata finanziata dalla US Army Research Ufficio Award W911NF-04-1-0169, il Centro Ricerca e Sviluppo Engineering (ERDC) e National Science Foundation grant EAR-1.029.069. Inoltre, questa ricerca è stata sostenuta da un programmi estivi in ​​Undergraduate Research Grant da Colorado School of Mines. Gli autori desiderano ringraziare Ryan tolene e Paul Schulte per il loro contributo.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
ECH2O EC-5 Sensore di umidità del suolo (25)Decagon Devices Inc. Decagon.com40593Per le specifiche visitare: http://www.decagon.com/products/soils/volumetric-water-content-sensors/ec-5-soil-moisture-small-area-of-influence/. Frequenza di campionamento su intervalli di 10 minuti, la precisione è ± 3% e raccogliere dati utilizzando i datalogger Em50
ECT Sensore di temperatura suolo/aria (19)Decagon Devices Inc. Decagon.com40651Per le specifiche, visitare il http://www.decagon.com/products/canopy-atmosphere/temperature/ect-air-temperature/. Frequenza di campionamento su intervalli di 10 minuti, la precisione è ± 0,5  ° C, Misurare entro una temperatura di 5 e 40  ° C, e raccogliere dati utilizzando i datalogger Em50
EHT Sensore di umidità relativa e temperatura (5)Decagon Devices Inc. Decagon.comN/AFrequenza di campionamento su intervalli di 10 minuti, la precisione è ± 3% tra il 5% e il 100% di umidità relativa e raccogliere dati utilizzando i data logger Em50. Per ulteriori informazioni, visitare decagon.com
registratore di dati Em50 (10)Decagon Devices Inc. Decagon.com40800Per le specifiche, visitare il http://www.decagon.com/products/data-management/data-loggers/em50-digital-analog-data-logger/. Dispositivi decagonale ECH2O, estrae i dati dai sensori ECT, EC-5 ed EHT e ogni data logger ha 5 connessioni per sensori e una porta com che si collega dal logger all'USB al computer
Bilancia Sartorius (1)Sartorius Corporation11209-95Sartorius Modello 11209-95, intervallo = 65  kg, Risoluzione = ± 1  g
Salamandern a infrarossiRiscaldatore radiativo ceramico (1)Mor Electric Heating Assoc., Inc. http://www.morelectricheating.com/FTE 500-2405 riscaldatori necessari, regolare per ottenere la giusta temperatura ambiente/flusso libero
2104 Sistema di controllo della temperatura (1)Chromalox2104Controlla i riscaldatori
 
 
 
 
 
 
Sensore di temperatura a infrarossi Regolatore (1)Exergen CorporationN/AMonitora le temperature
[header]
Tubo statico Pitot in acciaio inossidabile (1)Dwyer Instruments, Inc. http://www.dwyer-inst.com/Serie 160Per le specifiche visitare http://www.dwyer-inst.com/Product/%20TestEquipment/PitotTubes/Series160. La frequenza di campionamento del sensore è ogni 10 minuti, deve essere collegato al trasduttore di pressione differenziale e all'anemometro e convertire i dati di pressione raccolti in velocità di vittoria utilizzando l'equazione di Bernoulli.
1/2 pollice Acrilico (1)Colorado Plastics http://www.coloradoplastics.com/N/ACalore specifico di 1.464  J  kg-1  K-1, conducibilità termica di 0,2  W  m-1  K-1, e una densità di 1.150  kg  m-3
Materiale per condotti in acciaio zincato (1)Home DepotN/AMateriale utilizzato per costruire la galleria del vento, e sia i condotti rotondi che quelli rettangolari sono stati utilizzati nella costruzione e collegati tramite condotto riduttore quadrato-rotondo
Regolatore di velocità variabile collegato a un ventilatore da condotto in linea (1)Suncourt, Inc. http://www.suncourt.com/VS20015,3 cm di diametro Posizionato in linea con il condotto rotondo
Ammortizzatore in acciaio zincato (1)Home DepotN/AUtilizzato per controllare/ridurre le velocità nella galleria del vento per i dati a bassa velocità
Accusand #30/40 (1)Unimin Corporation http://www.unimin.com/N/AQuesta sabbia è sabbia silicea ed è quarzo al 99,8%, la sua forma del grano è classificata come arrotondata, il coefficiente di uniformità è circa 1,2 e la densità del grano è 2,66  g/cm3.
dei riscaldatori

Riferimenti

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