Новосибирск. 2 марта. ИНТЕРФАКС - Ученые Новосибирского государственного технического университета (НГТУ НЭТИ) разработали метод осушения грунта с помощью электроосмоса переменным асимметричным током, сообщает пресс-служба университета.
"Технология позволит не только эффективно удалять влагу в пористых средах, но и уменьшить энергозатраты на сам процесс", - говорится в сообщении.
По словам профессора кафедры электротехнических комплексов НГТУ НЭТИ Евгения Порсева, в дисперсных материалах диэлектрической природы (грунтах) на границе раздела "твердый диэлектрик - вода" возникает двойной электрический слой за счет полиненасыщенных связей на поверхности диэлектрика толщиной не более 3-5 диаметров молекулы воды.
При наложении внешнего электрического поля двойной электрический слой приходит в движение, увлекая за собой окружающую воду, - происходит массоперенос воды в неподвижном "скелете" грунта.
Это явление создания гидравлического напора под действием электрического поля называют электроосмосом. С помощью данного способа можно обезвоживать влажный грунт, что увеличит его плотность, прочность и несущую способность, предотвратит деформации и просадку под весом сооружений, а также обеспечит устойчивость фундаментов.
Снижение водопроницаемости особенно критично для глинистых почв, склонных к набуханию. Технология электроосмотического обезвоживания может использоваться, например, при строительстве метрополитена для стабилизации почвы и снижения уровня грунтовых вод.
Суть разрабатываемого в НГТУ НЭТИ метода заключается в применении асимметричного переменного тока для электроосмотического обезвоживания грунта.
Порсев отмечает, что при осушении грунта постоянным током возникают паразитные процессы, которые препятствуют движению воды в скелете грунта, неравномерное распределение влаги создает зоны с низкой проводимостью и может привести к затуханию процесса.
Паразитным фактором также является поляризация электрического поля - возникновение отрицательного напряжения, направленного встречно к напряжению, прикладываемому к скелету грунта, что создает дополнительное сопротивление, на преодоление которого тратится значительная часть энергии. Как следствие, возрастают удельные энергозатраты на процесс электроосмотического осушения.
"Переменный ток использует электрическое поле с изменяющейся полярностью и неодинаковой амплитудой импульсов. Главная задача - подобрать частоту пульсации тока так, чтобы она совпадала с собственной частотой механических колебаний частиц грунта. Это позволяет снимать поляризацию отрицательных факторов, влияющих на общие энергозатраты. Асимметричный переменный ток создает импульсы разной полярности, что обеспечивает более равномерное осушение грунта", - рассказал ученый.
В ходе исследований были проведены электроосмотические эксперименты с несколькими сортами глинозема. Результаты экспериментов показали, что энергетическая эффективность электроосмоса на переменном асимметричном токе практически в 11 раз выше электроосмоса на постоянном токе (затрат энергии на процесс обезвоживания требуется в 11 раз меньше).
В продолжение работы ученым предстоит провести серию натурных экспериментов по определению энергетического резонанса, чтобы найти оптимальные характеристики внешнего электрического поля для снижения энергозатрат на процесс упрочнения скелета грунта.
Самое важное и интересное — "Интерфакс-Россия" в Мax