钉螺的重力特性和几何特征
钉螺的重力特性和几何特征是研究钉螺在水中运动不可缺少的特征数值。因此,在进行各项水力特性试验之前,首先对钉螺的重力特性和几何形状进行了分析研究。
1.钉螺的重力特性
容重是衡量物体重力特性的物理量,其量纲为g/cm3,用符号γS表示。
钉螺不是单一的物质结构,概括地说,它是由螺壳(包括钉螺的外壳、厣)和软体(包括钉螺的头、颈、足和内脏)两部分组成。螺壳比重较大,经测定为2.65g/cm3,与天然泥沙比重相接近。软体体积有伸缩性,不易单独测定其比重。钉螺的软体可以全部盘曲在螺壳内,它的头、颈、足可以伸出壳外,但当遇到外界环境惊扰时便立即缩回壳内并关闭厣,故严格地讲,螺体的几何形状并不是十分固定。
确定钉螺的容重,需要测量螺体的体积。本实验共采用了三种不同方法来测量螺体的体积:第一种方法是用仪器直接测量每颗钉螺的体积,所用仪器为从美国进口的HIAC/ROYCO PA72O型自动颗粒分析系统,利用该仪器可以迅速地逐个测出钉螺的体积;第二种方法是用空气排水法测量一定数量钉螺的总体积;第三种方法是在第二种方法的基础上再加真空抽气。用上述三种方法测量的结果差别较大,经分析以第二种方法的测量值最稳定,重复性最好,故确定采用第二种方法。经空气排水法测量的结果,活钉螺的平均容重为1.80g/cm3。
由于钉螺的软体部分具有伸缩性,故活钉螺的体积也是不固定的,因此,所得的钉螺平均容重只能代表近似值。
2.螺体的几何特征(https://www.daowen.com)
在一般情况下,钉螺的外形如图3-2所示,近似圆锥体。从几何形态分析,代表螺体形体的特征值主要是螺高h和螺径D。
螺体随钉螺的生长而逐渐增大,在不同生长期,螺体的几何形态并不完全相似。刚从螺卵孵化出来的幼螺体形粗短,随着钉螺生长,螺体由粗短逐渐变为细长。
用无因次数φ来代表不同大小钉螺体形变化的特征值(φ=h/D),根据φ的大小将钉螺划分为3级,列入表3-1。
表3-1 钉螺分级表

钉螺在水中运动受到水的阻力的大小与螺体的形状有密切关系,因此研究钉螺水力特性,φ是一个不可缺少的参数。