ТОПЛИНЕН РЕЖИМ НА ПОЧВАТА, Основни зависимости, Задача, Изчисления на амплитудата на почвените вибрации при различни
Основни зависимости
Ако почвата е хомогенна по вертикала, тогава нейната температура /t/ на дълбочина Z в момента на времето се определя от уравнението за топлопроводимост (уравнение на Фурие).
където: a - коефициент на топлопроводимост, изразен в cm2 / h с точност до стотни.
Приблизително коефициентът на топлопроводимост се определя от намаляването на амплитудата на трептенията с дълбочина
където: Z1 и Z2 са дълбочините на съответните пластове;
A1 и A2 - амплитуди на посочените дълбочини.
Основните закони на разпространение на температурните колебания в почвата са следните:
1. Законът за неизменност на периода на трептене с дълбочина
където: Z - дълбочина на слоя.
2. Законът за намаляване на амплитудата на трептенията с дълбочина
където: Z1 и Z2 са дълбочините, при които в различни почви (a1 a2) амплитудите на температурните колебания със същия период (T1 = T2) намаляват с еднакъв брой пъти и корелират помежду си като квадратни корени от коефициента на топлопроводимост на тези почви.
3. Законът за фазовото изместване на трептенията с дълбочина (законът на забавянето)
където: Z1 и Z2 са дълбочините, на които в една и съща почва (a = Const) амплитудите на температурните колебания с различни периоди (T1 T2) намаляват еднакъв брой пъти и се отнасят една към друга като корен квадратен от периодите на колебания.
1. Съгласно Приложение 5 постройте графика на годишното изменение на температурата на всички дълбочини /данните се отнасят за средата на месеца/. Намерете амплитудата на температурните колебания на всяка дълбочина и забавянето на температурния максимум по отношение на началото му на повърхността.
2. Построяване на вертикални температурни профили. Обяснете причините за формирането на такива профили. Изчислете средното забавяне на температурния максимум на 1 m дълбочина. Изчислете вертикален температурен градиент/S/m/ за всеки слой и средно от повърхността до дълбочина 3,2 м. Определете посоката на топлообмен във всеки слой.
3. Намерете коефициента на топлопроводимост на слоя от 0 до 3,2 m.
4. Изчислете температурата на температурните колебания на дълбочина 1,6 m и я сравнете с действителната стойност. Посочете възможните причини за разликата.
5. Постройте термоизоплетна графика.
Изчисляване на амплитудата на почвените вибрации на различни дълбочини и забавянето на температурния максимум
Изходните данни за решението са дадени в таблица 4