9.3 Учет явления электроосмоса

 

 

Экспериментально исследованы вопросы иссушения грунта около электродов рабочего заземлителя за счет явления электроосмоса и предложен новый критерий для расчета рабочего заземлителя по условиям исключения электроосмоса. Явление электроосмоса было открыто еще в начале Х1Х века и заключается оно в том, что при пропускании постоянного тока достаточной величины через грунт, в нем происходит передвижение жидкой фазы от анода к катоду.

Для нормальной работы рабочих заземлителей, с которых стекает постоянный ток, необходимо, чтобы отсутствовало движение влаги в грунте под действием электроосмоса, но исследований по такому вопросу до настоящего времени проведено очень мало.

В опытах на передаче Кашира – Москва определялись величины критических плотностей тока, при которых еще не начиналось иссушение грунта около электрода. На временном контуре рабочего заземлителя критическая величина стекающего тока была равна 0,98 мА/см2, а на одиночном заземлителе из графита – 1,03мА/см2, которым соответствуют напряженности электрического поля, соответственно 2,94 и 3,09 В/см. В опыте со стальным электродом в коксовой засыпке критическая плотность тока на границе «коксовая засыпка – грунт» получилась равной 0,21мА/см2 . На основании чего было рекомендовано принимать допустимую плотность тока в пределах 0,15 – 0,2мА/см2.

Нами также была проведена серия опытов по определению критических плотностей тока, стекающего с электрода, заложенного в грунт различной влажности и электропроводности. Критическая плотность тока получилась в зависимости от влажности грунта различной и находилась в пределах от 0,053 до 1,9 мА/см2, т. е. меняется в 30 — 40 раз. Наблюдается функциональная зависимость критической плотности тока от влажности грунта. Максимальные напряженности, соответствующие критическим плотностям тока, для ненасыщенного влагой грунта почти во всех опытах получились близкими друг другу и находились в пределах 2,5 – 3,0 В/см, что близко к значениям, полученным в опытах на передаче Кашира – Москва.

По теории электрокинетических явлений скорость движения жидкости за счет электроосмоса пропорциональна напряженности электрического поля

V = кэ Е, (9.3.1)

Где кэ – коэффициент электроосмоса,

Е – напряженность электрического поля.

Видимо для того, чтобы началось иссушение грунта, скорость движения влаги должна иметь определенную величину, соответственно иссушение должно происходить в достаточно сильном электрическом поле.

На основании проведенных экспериментальных исследований и теории, для проверки рабочего заземлителя по условиям исключения иссушения грунта за счет явления электроосмоса, рекомендовано за критерий принять напряженность электрического поля.

Перенос жидкости за счет сил электроосмоса вызывает появление в поровой воде у анода отрицательные давления, создающие скорость движения, обратную скорости электроосмоса и препятствующие переносу воды от электродов заземлителя. В литературе полагают, что перемещения влаги не должно быть при

(9.3.2)

т.е. теория говорит о том, что электроосмос зависит от напряженности электрического поля. Необходимо подчеркнуть, что в опытах иссушение грунта начиналось при значениях напряженности электрического поля близких друг другу.

Напряженность электрического поля на заземлителе в виде протяженного цилиндрического электрода максимально у поверхности электрода и равна

(9.3.3)

По условиям исключения иссушения грунта за счет электроосмоса Емах не должно быть больше допустимой величины напряженности поля Едоп

. Едоп Емах. (9.3.4)

Содержание главы:

Содержание книги:

Статьи и книги по теме:

Посмотреть все записи с меткой: