Artigo de método
Um protocolo para a concepção e construção de um tanque de solo interface com uma pequena clima controlado túnel de vento para estudar os efeitos de forçantes atmosféricas sobre a evaporação é apresentado. Tanto o tanque de solo e túnel de vento são instrumentados com tecnologias de sensores para a medição in situ contínua das condições ambientais.
A evaporação é diretamente influenciada pelas interações entre a atmosfera, a superfície terrestre e a subsuperfície do solo. Este trabalho tem como objetivo estudar experimentalmente a evaporação sob várias condições de contorno superficial para melhorar nossa compreensão e caracterização atual desse fenômeno multifásico, bem como validar teorias numéricas de transferência de calor e massa que acoplam o fluxo de Navier-Stokes na atmosfera e o fluxo darciano no meio poroso. Os dados experimentais foram coletados usando um aparato de tanque de solo exclusivo em interface com um pequeno túnel de vento climatizado. O aparato experimental foi instrumentado com um conjunto de tecnologias de sensores de última geração para a coleta contínua e autônoma de umidade do solo, propriedades térmicas do solo, temperatura do solo e do ar, umidade relativa e velocidade do vento. Este aparato experimental pode ser usado para gerar dados sob condições de contorno bem controladas, permitindo um melhor controle e coleta de dados precisos em escalas de interesse não viáveis no campo. O fluxo de ar induzido em várias velocidades distintas do vento sobre a superfície do solo resultou em um comportamento único de transferência de calor e massa durante os diferentes estágios evaporativos.
Entender a interação entre a terra ea atmosfera é fundamental para a nossa compreensão de muitos problemas do mundo atual, tais como vazamento de dióxido de carbono geologicamente retido no solo, alterações climáticas, água e abastecimento de alimentos, a detecção precisa de minas terrestres, bem como a reabilitação das águas subterrâneas e do solo. Além disso, as principais trocas de calor e de água que impulsionam condições meteorológicas global e regional ocorrem na superfície da Terra. Muitos fenómenos meteorológicos e climáticos (por exemplo, furacões, El Ni & # 241; o, secas, etc.) são principalmente impulsionadas por processos associados atmo....
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Nota: Os testes de laboratório é realizada utilizando um tanque de escala de bancada bidimensional em interface com um aparelho de túnel de vento de clima controlado. Tanto o tanque em escala de bancada e túnel de vento são instrumentados com várias tecnologias de sensores. O protocolo que se segue irá primeiro discutir a construção e preparação do tanque do solo, seguido por uma discussão do túnel de vento e a instrumentação de ambos. As dimensões do tanque, dimensões do túnel de vento, o número de sensores e tecnologia de sensor tipo apresentados podem ser modificados para atender às necessidades de um set-up experimental específico. O protocolo apresentado a segui....
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
O objetivo do experimento apresentado aqui foi estudar o efeito da velocidade do vento na evaporação do solo nu. Propriedades-chave do solo de teste utilizado no presente estudo estão resumidos na Tabela 2. Uma série de experiências foram realizadas em diferentes condições de contorno que na superfície do solo (ou seja, a velocidade do vento e da temperatura) foram aplicados (Tabela 3). Embora quatro experiências em diferentes velocidades de vento e as temperaturas foram realiz.......
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
O objectivo deste protocolo foi desenvolver um aparelho experimental e procedimentos associados para a geração de dados de resolução espacial e temporal elevados necessários para estudar interações terra-atmosfera em relação ao calor e processos de transferência de massa. O aparelho experimental descrito consistiu de um tanque de solo e um túnel de vento pequeno, ambos os quais foram equipados com uma matriz de sensores para a medição de variáveis pertinentes do solo e na atmosfera (por exemplo, velocidade do.......
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.
Esta pesquisa foi financiada pelo Exército dos EUA Research Award Escritório W911NF-04-1-0169, da Investigação e Desenvolvimento Centro de Engenharia (ERDC) e da National Science Foundation subvenção EAR-1029069. Além disso, esta pesquisa foi apoiada por uma Programas de Verão em Iniciação Científica conceder pela Colorado School of Mines. Os autores gostariam de agradecer Ryan Tolene e Paul Schulte por suas contribuições.
....Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Sensor de umidade do solo ECH2O EC-5 (25) | Decagon Devices Inc. Decagon.com | 40593 | Para obter detalhes, visite: http://www.decagon.com/products/soils/volumetric-water-content-sensors/ec-5-soil-moisture-small-area-of-influence/. Frequência de amostragem em intervalos de 10 minutos, a precisão é ± 3% e coletar dados usando os registradores de dados Em50 |
| ECT Sensor de temperatura do solo/ar (19) | Decagon Devices Inc. Decagon.com | 40651 | Para obter especificações, visite http://www.decagon.com/products/canopy-atmosphere/temperature/ect-air-temperature/. Frequência de amostragem em intervalos de 10 minutos, a precisão é ± 0,5 ° C, Meça dentro de uma temperatura de 5 e 40 ° C, e coletar dados usando os registradores de dados Em50 |
| EHT Sensor de Umidade Relativa e Temperatura (5) | Decagon Devices Inc. Decagon.com | N/A | Sampling Frequency em intervalos de 10 min, a precisão é ± 3% entre 5% e 100% de umidade relativa e coletar dados usando registradores de dados Em50. Para obter mais informações, visite decagon.com |
| Em50 Data Logger (10) | Decagon Devices Inc. Decagon.com | 40800 | Para obter detalhes, visite http://www.decagon.com/products/data-management/data-loggers/em50-digital-analog-data-logger/. Dispositivos de decógono ECH2O, puxa dados dos sensores ECT, EC-5 e EHT, e cada registrador de dados tem 5 conexões de sensor e uma porta de comunicação que conecta do registrador ao USB para o computador |
| Balança de Pesagem Sartorius (1) | Sartorius Corporation | 11209-95 | Sartorius Modelo 11209-95, Alcance = 65 kg, Resolução = ± 1 g |
| Aquecedor Radiativo de Cerâmica Salamandra Infravermelha (1) | Mor Electric Heating Assoc., Inc. http://www.morelectricheating.com/ | FTE 500-240 | 5 aquecedores necessários, ajuste para obter a temperatura ambiente/fluxo livre correta |
| 2104 Sistema de Controle de Temperatura (1) | Chromalox | 2104 | Controla os aquecedores
|
| Regulador do Sensor de Temperatura Infravermelho (1) | Exergen Corporation | N/A | Monitora as temperaturas dos aquecedores |
| [header] | |||
| Tubo Pitot-Estático de Aço Inoxidável (1) | Dwyer Instruments, Inc. http://www.dwyer-inst.com/ | Série 160 | Para obter detalhes, visite http://www.dwyer-inst.com/Product/%20TestEquipment/PitotTubes/Series160. A frequência de amostragem do sensor é a cada 10 minutos, deve ser conectada ao transdutor de pressão diferencial e ao anemômetro e converter os dados de pressão coletados em velocidades de ganho usando a equação de Bernoulli. |
| 1/2 polegada de acrílico (1) | Colorado Plastics http://www.coloradoplastics.com/ | N/A | Calor específico de 1.464 J kg-1 K-1, condutividade térmica de 0,2 W m-1 K-1 e uma densidade de 1.150 kg m-3 |
| Material de duto de aço galvanizado (1) | Home Depot | N/A | Material usado para construir túnel de vento, e dutos redondos e retangulares foram usados na construção e conectados usando duto redutor quadrado-redondo |
| Controlador de velocidade variável conectado a um ventilador de duto em linha (1) | Suncourt, Inc. http://www.suncourt.com/ | VS200 | 15,3 cm de diâmetro Colocado em linha com duto redondo |
| Amortecedor de Aço Galvanizado (1) | Home Depot | N/A | Usado para controlar/reduzir velocidades no túnel de vento para dados de baixa velocidade |
| Accusand #30/40 (1) | Unimin Corporation http://www.unimin.com/ | N/A | Esta areia é areia de sílica e é 99,8% quartzo, sua forma de grão é classificada como arredondada, o coeficiente de uniformidade é aproximadamente 1,2, e a densidade do grão é 2,66 g/cm3. |
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Solicitar permissão para reutilizar o texto ou as figuras deste artigo JoVE
Solicitar permissão