نام آزمایش : هیدرومتری  Hydrometer Analysis
هدف از آزمایش :
هدف از این آزمایش ،تکمیل بخش ریزدانه (عبوری از الک 200 ) منحنی دانه بندی است.
وسایل آزمایش :
دستگاه مخروط كن برقی+محلول پراكنده ساز+آب مقطر به میزان كافی +دستگاه تقطیر +50گرم خاك خشك عبوری از الك نمره 200ترازوی با دقت 0.1گرم +هیدرومتریH152+دماسنج

تئوری آزمایش :
روش هیدرومتری یکی از متداولترین روشهای تخمین اندازه ذرات رد شده ازا لک 200 است.داده های بدست آمده روی نمودار نیمه لگاریتمی رسم می شوند وممکن است درامتداد نتایج بدست آمده از آنالیز الک دریک کاغذ رسم شوند. در هیدرومتری از رابطه بین سرعت متوسط ذرات کروی در مایع ، قطرذرات، وزن مخصوص مایع ولزجت مایع که در قانون استوکس به کار می روند ،استفاده می شود:
 
به طوری که :
 V: سرعت سقوط ذرات کروی(   )
 : وزن مخصوص ذرات خاک( )
 : وزن مخصوص مایع(معمولاًآب)
  : لزجت مطلق ویادینامیکی مایع
 D: قطر ذرات خاک ( cm)

در رابطه فوق مقدار D برابر خواهد بود با:                           
برای بدست آوردن سرعت سقوط ذرات ازهیدرومتر استفاده می شود.هیدرومتر وسیله ای است که در اصل برای به دست آوردن وزن مخصوص محلول به کار می رود،ولی می توان با تغییر مقیاس از آن برای پیداکردن سایر مقادیر نیزاستفاده کرد.
محلول پراکنده ساز معمولاً برای خنثی کردن بارهای مثبت ومنفی که اغلب روی ذرات خاک ایجاد می گردد،به کار برده می شود.این بارها ممکن است باعث چسبیدن ذرات ریز به یکدیگر وایجاد ذرات درشتر گردند که بنا به قانون استوکس این ذرات نسبت به ذرات کوچکتر با سرعت بیشتری در مایع سقوط می کنند.
توصیه می شود که نمونه محلول خاک وآب قبل ازآزمایش برای تعیین PH آزمایش شودتامحلول پراکنده سازمناسب استفاده شود.هگزامتافسفات سدیم ( ) برای خاکهای قلیایی وسیلیکات سدیم (  ) برای خاکهای اسیدی به کار برده می شود. باید توجه داشت که بیشتر خاکهای رسی قلیایی هستند ووجود نمک ها وناخالصیهای دیگر ممکن است خاصیت اسیدی ایجاد کند.
در آزمایش معمولاًاز هیدرومتر نوع  152H استفاده می شود.این هیدرومتر برای قرائت اعداد در واحد گرم با   درcc 1000مخلوط آب وخاک کالبره شده است ومقدار خاک موجود در محلول نباید از60 گرم تجاوز کند. قرائتها با وزن مخصوص محلول رابطه مستقیم دارد.درصورت استفاده بیش از 60 گرم نتایج ضعیفی از قانون استوکس حاصل می شود.
هیدرومتر مقدار وزن مخصوص رادر مرکز حباب خود نشان می دهد.
اگر دمای آزمایش در حدود  و   ذرات خاک 65/2 نباشد تصحیحاتی برای رسیدن به مقدار واقعی قرائتها لازم است. دما می تواند با استفاده از حمام آب ( در صورت وجود) در یک مقدار واحد نگهداشته شود ،این عمل برای راحتی کار است وضروری نیست. تأثیرات ناخالصی های آب ومحلول پراکنده ساز روی قرائتهای هیدرومتر را می توان با بکارگیری یک استوانه رسوبگذاری محتوی همان میزان آب ومحلول پراکنده ساز برای درج تصحیحات صفر درنظر گرفت.
روش انجام آزمایش :
تذکر:مراحل زیر را هنگامی که حدود80 تا 90 درصد ذرات ازالک 200 عبور کرده ، انجام می دهیم.
1.    دقیقاً 50 گرم خاک خشک ونرم رابا cc 125 محلول 4% متا فسفات مخلوط می کنیم .یک محلول 4% متافسفات سدیم می تواند با40 گرم ماده خشک ومقدار کافی آب برای به دست آوردن cc 1000 محلول حاصل شود.محلول باید به تازگی مخلوط شده وبیش از یک ماه از درست کردن آن نگذشته باشد.
2.    اجازه می دهیم تا مخلوط به مدت 1 ساعت بماند( استاندارد ASTM مدت 16 ساعت را برای خاکهای رسی پیشنهاد می کند ،ولی این مدت معمولاً لازم نیست).محلول را به ظرف مخلوط کن انتقال داده ،مدت 3 دقیقه مخلوط می کنیم واگر مخلوط حدود 10 تا 16 ساعت خیسانده شده باشد حدود 1 دقیقه مخلوط می کنیم .درغیر این صورت 3 تا5 دقیقه مخلوط کردن لازم است.
3.    تمام محتویات ظرف مخلوط کن را به استوانه رسوبگذاری منتقل می کنیم وباید مراقب باشیم که هیچ مقداری از مخلوط در مخلوط کن نماند. به آن آب مقطر اضافه می کنیم تازمانی که حجم کل به cc 1000 برسد.
4.    با استفاده از درپوش لاستیکی یا کف دست ، استوانه را واژگون ساخته و دوباره به حال اول بازگردانید واین عمل را مدت 1 دقیقه انجام دهید تا اختلاط به طور کامل انجام شود. پس از پایان 1 دقیقه استوانه را در محل مناسبی قرار داده ،قرائت هیدرومتر را در بازه های زمانی زیر (که از آغاز زمان ته نشینی خاک محاسبه می شود) یا به تعدادی که مورد نیاز باشد وبستگی به نمونه ومشخصات مواد آزمایش دارد انجام می دهیم:
                                                2،5 ،1440،250،60،30،15 (دقیقه)
  تعداد تکان دادن استوانه در مدت 1 دقیقه باید در حدود 60 دفعه باشد که هر واژگونی و به حالت اول بازگرداندن آن 2 دفعه حساب می شود. اگر مقداری خاک در کف ظرف باقی مانده باشد باید در هنگام تکانهای اولیه با تکانهای قوی تر از استوانه جدا شود.
5.    هنگامی که می خواهیم قرائت هیدرومتر را انجام دهیم ، 20تا 25 ثانیه قبل از قرائت هیدرومتر را درون استوانه قرار می دهیم وپس از قرائت نیز آن را خارج ساخته ودرون استوانه آب مقطر می گذاریم. قرائتها را بر اساس عدد بالای قوس تشکیل شده در سطح مایع انجام می دهیم
6.    پس از هر قرائت دمای محلول را با وارد کردن دما سنج در مخلوط آب ونمک اندازه گیری می نماییم.


محاسبات :
1.    تصحیحات مربوط به کشش سطحی را روی قرائتها انجام داده برای به دست آوردن مقادیر L از جدول (6) استفاده می کنیم.                             
اگر مقدار   مشخص نباشد ، یک مقدار قابل قبول برای آن از محدوده 68/2 تا74/2 فرض می کنیم و با داشتن  و دمای آزمایش برای هر قرائت از جدول (5) برای به دست آوردن مقدار K استفاده می کنیم.
         با داشتن مقادیر K , L وزمان در نظر گرفته شده t برای قرائتها ، مقادیر D را با استفاده از رابطه زیر محاسبه می کنیم:                     mm) )    
2.    مقدار   تصحیح شده را در رابطه زیر گذاشته تا درصد ذرات ریزدانه را که قطر D مربوط به این ذرات در گام 1 محاسبه شده ،به دست می آوریم.
   
         : تصحیح دما
         Zero Correction : تصحیح صفر
اگر مقدار   برابر 65/2 نباشد می توان از تناسب زیر برای یافتن مقدار a استفاده کرد:
 
درصد ذرات ریز دانه وقتی  برابر 65/2 نباشد به صورت زیر محاسبه می شود:
 درصد ذرات ریزدانه

3.    داده های به دست آمده از گام 1 و2 را بکاربرده ،درصد ذرات ریزدانه راروی همان منحنی به دست آمده ازآنالیز الک ویا روی کاغذ جداگانه رسم می کنیم. توجه کنید که درصد ذرات ریزدانه مستقل از مقدار خاک استفاده در آزمایش است ،بنابراین نتایج به دست آمده از آنالیز الک را می توان با نتایج آنالیز هیدرومتری ترکیب کرد.
 
خطا و دقت آزمایش :
درآزمایش هیدرومتری عوامل بسیاری وجود دارند که می توانند باعث ایجاد خطا شوند ودر عمل نیز هیدرومتری کاربرد کمتری در تعیین منحنی دانه بندی داردودر مجموع دقت چنان بالایی ندارد.برخیاز عوامل ایجاد کننده خطا به قرار زیر است:
•    هیدرومتر 152H برای   ودمای   کالیبره شده است در صورت عدم استفاده از خاکی با این خصوصیات ،باید تصحیحات لازم را انجام دهیم.
•    در معادله استوکس باید محیط نیمه بینهایت باشد ،در صورتی که اینجا کاملاً بدنه غلظت سنج محیط سیال را محدود کرده است.
•    برخورد واندرکنش خود ذرات با هم از سرعت واقعی سقوط می کاهد.
•    ذرات کروی نیستند.
•    جابجایی غلظت سنج وبرخورد ذرات با آن نیز از عوامل ایجاد خطا هستند. 



طبقه بندی:
برچسب ها: آزمایش : هیدرومتری Hydrometer Analysis،

تاریخ : شنبه 29 فروردین 1394 | 07:18 ق.ظ | نویسنده : ad min | نظرات

  • paper | بک لینک | خرید بک لینک
  • شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Website Traffic | Buy Targeted Website Traffic