Dele:
Darcy's Law Hva den består av, eksperiment og applikasjoner
den Darcy's Law Det tjener til å beskrive fluidstrømmer gjennom porøse materialer. Loven ble utledet som en universalisering som gjelder for beregning av vannstrømning ved hjelp av sandfiltre. Det ble hentet fra noen eksperimenter gjort av fransk ingeniør Henry Darcy i grov sand som inneholder fint grus fra Saona-elven.
Selv om det over tid ble underlagt endringer, er loven formulert av Darcy fra hans eksperimenter det vitenskapelige grunnlaget for dagens hydrologi. For sin undersøkelse brukte Darcy en enhet som ligner på de permeametre som for tiden brukes i de fleste laboratorier innen væskeforskning.
For tiden er loven mye brukt på felt som er så forskjellige som ingeniørfag, hydrogeologi og oljeindustrien.
index
- 1 Hva består det av??
- 1.1 Betraktninger av Darcys lov
- 1.2 Begrensninger
- 1.3 Gyldighet
- 2 Darcy eksperiment
- 2.1 permeameteret
- 3 applikasjoner
- 4 referanser
Hva består det av??
I sin enkleste form er det matematiske uttrykket for Darcy's lov som følger:
Q = K ∙ A ∙ Δh / ΔL
I dette uttrykket Q er strømningshastigheten, og K er en konstant som kalles Darcy permeabilitetskoeffisienten (konstant som er avhengig både av materialet og fluidegenskaper derigjennom).
Også, A er arealet av tverrsnittet, er A L avstanden mellom to punkter på prøven og Dh er potensialforskjellen mellom de to samme punktene.
Et mer korrekt uttrykk for loven ville være:
q = - K ∙ (dh / dl)
I denne ligningen Q = Q / A seksjonen eller strømningshastighet, er K den hydrauliske ledningsevne, og dh / dl er den hydrauliske gradient.
Betraktninger av Darcy's Law
På tidspunktet for etableringen av Darcys lov er det tatt hensyn til en rekke hensyn, både på det porøse mediumet og på væsken:
- Væsken er ikke komprimerbar.
- Det porøse medium som strømmer gjennom væsken er homogent.
- Strømmen er lineær.
- Væskestrømmen er isotermisk.
- Væsken reagerer ikke når som helst med det porøse medium som passerer gjennom.
begrensninger
Du kan i utgangspunktet vurdere to grunnleggende begrensninger til Darcy's lov.
- For det første er det faktum at den konstante K ikke bare er avhengig av det porøse medium, siden dens verdi også avhenger av væsken som passerer gjennom den..
- For det andre, det ikke-lineære forholdet mellom mengde og den hydrauliske gradient, noe som skjer hvis det konstante tar for lavt, eller dersom hastighetene er meget høy.
validitet
Det er generelt ansett at loven utledes ved Darcy er anvendelig for vannstrømning gjennom porøse medier, som er tilfellet med jord, hvor en laminær strømning.
Sannheten er at det videre arbeidet med andre forskere har bekreftet at Darcys lov er gyldig for de fleste typer av væskestrømmen beveger seg gjennom jord.
Det er imidlertid viktig å merke seg at lekkasjer væske ved svært høye hastigheter og gasser ved svært lave hastigheter, ikke lenger gjelder Darcys lov.
Darcy eksperiment
Den franske ingeniøren Henry Darcy var en av de viktigste forløperne for utviklingen av urbane drikkevannforsyning.
Han var ansvarlig for studiet av vannforsyningsnettet i den franske byen Dijon. Tilsynelatende bør blant annet ansvaret være utformingen av vannrensingsfiltre; dette var det som sannsynligvis førte ham til å undersøke vann strømmer gjennom senger.
Resultatene av hans studier om emnet ble publisert som et vedlegg til rapporten han presenterte på vannforsyningsnettet i byen Dijon; Det var i disse anneksene at uttrykket for det som senere endte opp med å bli kalt Darcy's lov, viste seg..
Sannheten er at deres undersøkelser viste seg å være så relevante at de siden da er betraktet som grunnlag for alle etterfølgende studier av grunnvannstrømmer og det vitenskapelige grunnlaget for å studere permeabiliteten av væsker.
Verdien av Henry Darcys arbeid er imidlertid ikke begrenset til hans undersøkelser. Henry Darcy er også anerkjent for sin innsats aktivert Dijon var den andre europeiske byen etter Roma i å ha et omfattende nettverk av vannforsyning. Dette nettverket nådde hver etasje i hvert hus i den franske byen.
Permeameteret
Enheten utviklet av Darcy for sine eksperimenter er grunnlaget for de nåværende permeametrene. Permeametre brukes til å bestemme permeabiliteten til forskjellige materialer før passasje av et fluidum.
Generelt består de av en beholder fylt med et sandaktig materiale med en konstant bestemt del gjennom hvilken en vannstrøm sirkuleres.
Vannstrømmen har sin opprinnelse i en vanntank der vannet er konstant. Utløpet som ligger i den andre enden av beholderen består av en trykk gjennom hvilken en konstant strømning.
Minst to målinger av vannkolonnens høyde tas langs væskebanen for å kjenne materialets permeabilitet.
søknader
Darcys lov er for tiden mye brukt innen anleggsingeniør, jordbruksteknologi og oljeindustrien; og selvfølgelig i hydrogeologi.
På denne måten er en av de mest relevante anvendelsene av Darcy-loven å skaffe vannstrømmen gjennom akviferer.
Med hensyn til oljeindustrien, er Darcys lov også brukt for å beskrive strømningen av olje, vann og gass gjennom oljeforekomster.
referanser
- Darcy's lov (n.d.). På Wikipedia. Hentet 23. april 2018, fra en.wikipedia.org.
- Henry Darcy (n.d.). På Wikipedia. Hentet 23. april 2018, fra es.wikipedia.org.
- Darcy lov (n.d.). På Wikipedia. Hentet 23. april 2018, fra es.wikipedia.org.
- Darcy, H. (1856). Les fontaines publiques de la ville de Dijon. Paris: Dalmont.
- Arora, K.R. (1989). Jordmekanikk og grunnteknikk. Standard utgivere.