Darcy seadus Mis see koosneb, katse ja rakendused



The Darcy seadus Selle eesmärk on kirjeldada vedeliku voolu läbi poorse materjali. Seadus tuletati universaalsuseks, mida kohaldatakse liivfiltrite abil veevoolu arvutamisel. See saadi mõnedest katsetest, mida prantsuse insener Henry Darcy tegi Saona jõest peene kruusa sisaldavas jämeses liivas..

Ehkki aja jooksul tehti sellele muudatusi, on Darcy poolt tema katsetest sõnastatud seadus praeguse hüdroloogia teaduslik alus. Oma uurimuses kasutas Darcy seadet, mis on väga sarnane permeameetritega, mida praegu kasutatakse enamikus laboratooriumides vedeliku uuringutes.

Praegu kasutatakse seadust laialdaselt erinevates valdkondades nagu inseneri-, hüdrogeoloogia- ja naftatööstus.

Indeks

  • 1 Mis see koosneb??
    • 1.1 Darcy seaduse kaalutlused
    • 1.2 Piirangud
    • 1.3 Kehtivus
  • 2 Darcy katse
    • 2.1 Permeameeter
  • 3 Rakendused
  • 4 Viited

Mis see koosneb??

Kõige lihtsamal kujul on Darcy seaduse matemaatiline väljendus järgmine:

Q = K ∙ A Δ Δh / ΔL

Selles väljendis on Q vool ja K on konstantsus, mida tuntakse Darcy läbilaskvuse koefitsiendina (konstant, mis sõltub nii sellest läbi voolava vedeliku materjalist kui ka omadustest).

Samuti on ala ristlõikes .DELTA.L on kahe punkti vaheline kaugus proovi ja kaugküte on potentsiaali vahe kahe sama punkti.

Õigem oleks väljendada seadust:

q = - K ∙ (dh / dl)

Selles võrrandis q = Q / A või vool ühe sektsiooni kohta, K on hüdrauliline juhtivus ja dh / dl on hüdrauliline gradient.

Darcy seaduse kaalutlused

Darcy seaduste kehtestamise ajal võetakse arvesse mitmeid kaalutlusi nii poorses keskkonnas kui ka vedelikus:

- Vedelik ei ole kokkusurutav.

- Vedelikust voolav poorne keskkond on homogeenne.

- Vool on lineaarne.

- Vedeliku vool on isotermiline.

- Vedelik ei reageeri ühelgi hetkel läbi läbiva poorse keskkonnaga.

Piirangud

Teil on põhimõtteliselt võimalik kaaluda kaht põhilist piirangut Darcy seadusele.

- Esiteks, asjaolu, et konstantne K ei sõltu ainult poorsest keskkonnast, kuna selle väärtus sõltub ka sellest läbivast vedelikust..

- Teiseks mittelineaarne suhet voolu ja hüdrauliline gradient, mis juhtub, kui pidev võtab liiga madal või kui kiirused on väga kõrge.

Kehtivus

Üldiselt leitakse, et Darcy'i poolt kohaldatav seadus on kohaldatav veele, mis voolab läbi poorse meedia, nagu ka pinnas, kus on laminaarne vool..

Tõde on see, et teiste teadlaste hilisemad tööd on kinnitanud, et Darcy seadus säilitab oma kehtivuse enamiku põrandate kaudu voolavate vedelike puhul..

Siiski on oluline meeles pidada, et vedelike lekkimisel väga suurel kiirusel ja väga väikeste kiiruste korral ei ole Darcy seadus enam kohaldatav.

Darcy katse

Prantsuse insener Henry Darcy oli üks olulisemaid linna joogiveevarustuse arendajaid.

Ta oli vastutav Prantsuse Dijoni linna veevarustusvõrgu uurimise eest. Ilmselt peaks tema vastutusalasse kuuluma ka veepuhastuse filtrite kavandamine; see oli see, mis tõenäoliselt viis teda uurima liivavoodite kaudu voolavat vett.

Tema antud uuringu tulemused ilmusid Dijoni linna veevarustusvõrgu kohta esitatud aruande lisana; Nendes lisades ilmus see, mida hiljem nimetati Darcy seaduseks..

Tõsi on see, et nende uurimine osutus nii oluliseks, et alates sellest ajast peetakse neid nii põhjavee voogude edasiste uuringute aluseks kui ka vedelike läbilaskvuse uurimise teaduslikku alust..

Kuid Henry Darcy töö väärtus ei piirdu tema uurimistega. Henry Darcy tunnustatakse ka seetõttu, et tema jõupingutused võimaldasid Dijonil olla Rooma järel teine ​​Euroopa linn, et saada täielik veevarustusvõrk. See võrk jõudis iga Prantsuse linna maja iga korruse juurde.

Permeameeter

Darcy poolt tema katseteks loodud seade on praeguste permeameetrite aluseks. Permeametreid kasutatakse erinevate materjalide läbilaskvuse määramiseks enne vedeliku läbipääsu.

Üldiselt koosnevad need mahutist, mis on täidetud liivase materjaliga, kus on pidev kindlaksmääratud osa, mille kaudu veevool ringleb.

Veevoolu algus on veepaagis, kus veetase on konstantne. Mahuti teises otsas paiknev väljalaskeava koosneb kraanist, mille kaudu toimub pidev vool.

Vähemalt kaks veesamba kõrguse mõõtmist võetakse mööda vedelikku, et teada materjali läbilaskvust.

Rakendused

Darcy seadust kasutatakse praegu laialdaselt tsiviilehituses, põllumajanduses ja naftatööstuses; ja muidugi hüdrogeoloogias.

Sel moel on Darcy seaduse üks kõige olulisemaid rakendusi veevoolu saavutamine läbi põhjaveekihtide.

Mis puudutab naftatööstust, siis kasutatakse Darcy seadust ka nafta, vee ja gaasi voogude kirjeldamiseks naftavarude kaudu.

Viited

  1. Darcy seadus (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 23. aprillil 2018, en.wikipedia.org.
  2. Henry Darcy (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 23. aprillil 2018, es.wikipedia.org.
  3. Darcy seadus (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 23. aprillil 2018, es.wikipedia.org.
  4. Darcy, H. (1856). Les fontaines pubiques de la Ville de Dijon. Pariis: Dalmont.
  5. Arora, K. R. (1989). Mulla mehaanika ja sihtasutus. Standard Publishers.