Darcy törvénye, amit tartalmaz, kísérlet és alkalmazások

az Darcy törvénye A porózus anyagokon átfolyó folyadékáramlás leírása szolgál. A törvényt a homokszűrőkkel történő vízáramlás kiszámításához alkalmazandó univerzalizációként határozták meg. Néhány kísérletből, amelyet Henry Darcy francia mérnök végzett a durva homokban, finom kavicsot tartalmazott a Saona folyóból..

Bár idővel módosították, a Darcy által a kísérletekből megfogalmazott törvény a jelenlegi hidrológia tudományos alapja. Kutatásához Darcy olyan készüléket használt, amely nagyon hasonlít a permeameterekhez, amelyeket jelenleg a legtöbb laboratóriumban használnak folyadékkutatásban.

Jelenleg a törvényt széles körben alkalmazzák olyan területeken, mint a mérnöki, hidrogeológiai és az olajipar.

index

• 1 Mit tartalmaz ez??
  • 1.1 Darcy törvényének megfontolása
  • 1.2 Korlátozások
  • 1.3 Érvényesség
• 2 Darcy kísérlete
  • 2.1 A permeameter
• 3 Alkalmazások
• 4 Referenciák

Mit tartalmaz ez??

A legegyszerűbb formájában Darcy törvényének matematikai kifejezése a következő:

Q = K ∙ A ∙ Δh / ΔL

Ebben a kifejezésben Q az áramlás, és K a Darcy permeabilitási tényezőjeként ismert konstans (állandó, amely mind az anyagon, mind a folyadékon áthaladó folyadék tulajdonságaitól függ).

Ezen túlmenően, A a keresztmetszet területe, ΔL a minta két pontja közötti távolság és Δh a két azonos pont közötti potenciális különbség.

A jog pontosabb kifejezése:

q = - K ∙ (dh / dl)

Ebben az egyenletben q = A vagy szakaszonkénti áramlás, K a hidraulikus vezetőképesség, és dh / dl a hidraulikus gradiens.

Darcy törvényének megfontolása

Darcy-törvény megalkotásának időpontjában számos szempontot veszünk figyelembe mind a porózus közegen, mind a folyadékon:

- A folyadék nem összenyomható.

- A folyadékon átfolyó porózus közeg homogén.

- Az áramlás lineáris.

- A folyadék áramlása izotermikus.

- A folyadék nem reagál a porózus közeggel, amely áthalad.

korlátozások

Alapvetően két alapvető korlátot vehet figyelembe Darcy törvényeiben.

- Először is, az a tény, hogy a K konstans nem kizárólag a porózus közegtől függ, mivel annak értéke az azt átfolyó folyadéktól is függ..

- Másodszor, az áramlás és a hidraulikus gradiens közötti nemlineáris kapcsolat, amely akkor következik be, ha az állandó nagyon alacsony értéket vesz fel, vagy ha a sebesség nagyon magas.

érvényesség

Általában úgy véljük, hogy a Darcy által megállapított törvény a porózus közegeken átfolyó vízre vonatkozik, mint a talajok esetében, ahol lamináris áramlás van..

Az igazság az, hogy más kutatók későbbi munkái megerõsítették azt, hogy a Darcy-törvény megtartja érvényességét a legtöbb padlón átfolyó folyadék típusánál.

Fontos azonban szem előtt tartani, hogy a nagyon nagy sebességű és nagyon alacsony sebességű gázok szivárgása miatt Darcy törvénye már nem alkalmazható.

Darcy kísérlete

Henry Darcy francia mérnök volt a város ivóvízellátásának egyik legfontosabb előfutára.

Felelős volt a francia Dijon város vízellátási hálózatának tanulmányozásáért. Nyilvánvaló, hogy feladatai közé tartozik a víztisztító szűrők tervezése is; ez volt az, ami valószínűleg arra vezetett, hogy a homokágyakon átfolyó vizet vizsgálja.

A témával kapcsolatos tanulmányai eredményei megjelentek a Dijon város vízellátó hálózatán bemutatott jelentés mellékletében; Ezekben a mellékletekben jelent meg a későbbiekben Darcy-törvénynek nevezett kifejezés..

Az igazság az, hogy vizsgálataik olyan fontosnak bizonyultak, hogy azóta mind a felszín alatti vízfolyásokkal kapcsolatos minden későbbi tanulmány alapját képezik, mind a folyadékok permeabilitásának tanulmányozásának tudományos alapját..

Henry Darcy munkájának értéke azonban nem korlátozódik a vizsgálataira. Henry Darcy-t is elismerték, mert erőfeszítései lehetővé tették, hogy Dijon Róma után a második európai város legyen, hogy teljes vízellátási hálózatot kapjon. Ez a hálózat elérte a francia város minden házának minden emeletét.

A permeameter

A Darcy által a kísérleteihez tervezett eszköz a jelenlegi permeameterek alapja. A permeabilétereket különböző anyagok permeabilitásának meghatározására használják a folyadék áthaladása előtt.

Általában olyan tartályból állnak, amely homokos anyaggal van ellátva, állandóan meghatározott szakaszon, amelyen keresztül egy vízáramot keringenek.

A vízáram egy olyan víztartályból származik, amelyben a vízszint állandó. A tartály másik végén elhelyezkedő kimenet egy csapból áll, amelyen keresztül állandó áramlás történik.

A vízoszlop magasságának legalább két mérése a folyadékút mentén történik, hogy megismerjük az anyag áteresztőképességét.

alkalmazások

Darcy törvénye jelenleg széles körben használatos a mérnöki, mezőgazdasági és olajiparban; és természetesen a hidrogeológiában.

Ily módon a Darcy törvény egyik legjelentősebb alkalmazása az, hogy a víztartályokon keresztül a víz áramlását érje el.

Ami az olajipart illeti, a Darcy törvénye az olaj-, a víz- és a gázáramok leírására is szolgál.

referenciák

1. Darcy törvénye (n.d.). Wikipédiában. 2018 április 23-án, az en.wikipedia.org webhelyről származik.
2. Henry Darcy (n.d.). Wikipédiában. 2018 április 23-án, az es.wikipedia.org webhelyről származik.
3. Darcy törvénye (n.d.). Wikipédiában. 2018 április 23-án, az es.wikipedia.org webhelyről származik.
4. Darcy, H. (1856). Les fontaines pubiques de la ville de Dijon. Párizs: Dalmont.
5. Arora, K. R. (1989). Talajmechanika és alaptechnika. Standard kiadók.