หุ้น:
กฎของดาร์ซีสิ่งที่ประกอบไปด้วยการทดลองและการใช้งาน
กฎของดาร์ซี มันทำหน้าที่อธิบายการไหลของของไหลผ่านวัสดุพรุน กฎถูกอนุมานว่าเป็นสากลที่ใช้กับการคำนวณการไหลของน้ำโดยใช้ตัวกรองทราย มันได้มาจากการทดลองสองสามครั้งโดยวิศวกรชาวฝรั่งเศส Henry Darcy ในทรายหยาบที่มีกรวดละเอียดจากแม่น้ำ Saona.
แม้ว่าเมื่อเวลาผ่านไปมันจะถูกปรับเปลี่ยนกฎหมายกำหนดโดยดาร์ซีจากการทดลองของเขาเป็นพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ของอุทกวิทยาในปัจจุบัน สำหรับงานวิจัยของเขาดาร์ซีใช้อุปกรณ์ที่คล้ายกับค่าเปอร์มิกเซอร์ซึ่งปัจจุบันใช้ในห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่ในการวิจัยของเหลว.
ปัจจุบันมีการใช้กฎหมายอย่างกว้างขวางในสาขาต่างๆเช่นวิศวกรรมอุทกธรณีวิทยาและอุตสาหกรรมน้ำมัน.
ดัชนี
- 1 ประกอบด้วยอะไร?
- 1.1 การพิจารณากฎของดาร์ซี
- 1.2 ข้อ จำกัด
- 1.3 ความถูกต้อง
- 2 การทดลองของดาร์ซี
- 2.1 ค่าพารามิเตอร์
- 3 แอปพลิเคชัน
- 4 อ้างอิง
มันประกอบด้วยอะไร??
ในรูปแบบที่ง่ายที่สุดการแสดงออกทางคณิตศาสตร์ของกฎของดาร์ซีมีดังนี้:
Q = K ∙ A ∙Δh / ΔL
ในการแสดงออก Q นี้คือการไหลและ K เป็นค่าคงที่ที่รู้จักกันเป็นค่าสัมประสิทธิ์ของการซึมผ่านของดาร์ซี (ค่าคงที่ที่ขึ้นอยู่กับทั้งวัสดุและคุณสมบัติของของเหลวที่ผ่านมัน).
นอกจากนี้ A คือพื้นที่ของภาคตัดขวางΔLคือระยะห่างระหว่างจุดสองจุดของตัวอย่างและΔhคือความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดเดียวกัน.
การแสดงออกของกฎหมายที่ถูกต้องมากขึ้นคือ:
q = - K ∙ (dh / dl)
ในสมการนี้ q = Q / A หรืออัตราการไหลต่อส่วน K คือการนำไฟฟ้าไฮดรอลิกและ dh / dl คือเกรเดียนต์ของไฮดรอลิก.
การพิจารณากฎหมายของดาร์ซี
ในช่วงเวลาแห่งการสร้างกฎของดาร์ซีมีการพิจารณาแบบต่าง ๆ ทั้งในรูพรุนและของเหลว:
- ของเหลวไม่สามารถบีบอัดได้.
- สื่อที่เป็นรูพรุนที่ไหลผ่านของไหลนั้นเป็นเนื้อเดียวกัน.
- การไหลเป็นเส้นตรง.
- การไหลของของเหลวคือความร้อนใต้พิภพ.
- ของเหลวจะไม่ทำปฏิกิริยากับตัวกลางที่เป็นรูพรุนที่ผ่าน.
ข้อ จำกัด
โดยทั่วไปคุณสามารถพิจารณาข้อ จำกัด พื้นฐานสองข้อสำหรับกฎหมายของดาร์ซี.
- ในตอนแรกความจริงที่ว่าค่าคงที่ K ไม่ได้ขึ้นอยู่กับตัวกลางที่มีรูพรุนเพียงอย่างเดียวเนื่องจากค่าของมันยังขึ้นอยู่กับของเหลวที่ไหลผ่าน.
- ประการที่สองความสัมพันธ์ที่ไม่เป็นเชิงเส้นระหว่างการไหลและการไล่ระดับไฮดรอลิกซึ่งเกิดขึ้นหากค่าคงที่ใช้ค่าต่ำมากหรือหากความเร็วสูงมาก.
ความถูกต้อง
โดยทั่วไปจะพิจารณาว่ากฎหมายที่ดาร์ซีอนุมานได้ใช้กับการไหลของน้ำผ่านตัวกลางที่มีรูพรุนเช่นกรณีของดินซึ่งมีการไหลแบบราบเรียบ.
ความจริงก็คืองานในภายหลังของนักวิจัยคนอื่น ๆ ได้รับอนุญาตให้ยืนยันว่ากฎหมายของดาร์ซียังคงมีผลบังคับใช้สำหรับของเหลวประเภทต่างๆที่ไหลผ่านพื้น.
อย่างไรก็ตามมันเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้ว่าสำหรับการรั่วไหลของของเหลวที่ความเร็วสูงมากและก๊าซที่ความเร็วต่ำมากกฎหมายของดาร์ซีไม่สามารถใช้งานได้อีกต่อไป.
การทดลองของดาร์ซี
เฮนรี่ดาร์ซีวิศวกรชาวฝรั่งเศสเป็นหนึ่งในผู้นำที่สำคัญที่สุดของการพัฒนาแหล่งน้ำดื่มในเมือง.
เขาเป็นผู้รับผิดชอบในการศึกษาเครือข่ายน้ำประปาของเมือง Dijon ของฝรั่งเศส เห็นได้ชัดว่าในความรับผิดชอบควรออกแบบตัวกรองน้ำบริสุทธิ์; นี่คือสิ่งที่อาจทำให้เขาตรวจสอบน้ำไหลผ่านเตียงทราย.
ผลการศึกษาของเขาในเรื่องที่ปรากฏเผยแพร่เป็นภาคผนวกกับรายงานที่เขานำเสนอในเครือข่ายการกระจายน้ำของเมือง Dijon; มันอยู่ในภาคผนวกเหล่านี้ว่าการแสดงออกของสิ่งที่ต่อมาถูกเรียกว่ากฎของดาร์ซีปรากฏ.
ความจริงก็คือการสืบสวนของพวกเขากลายเป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องตั้งแต่นั้นมาพวกเขาได้รับการพิจารณาทั้งพื้นฐานของการศึกษาที่ตามมาทั้งหมดเกี่ยวกับการไหลของน้ำใต้ดินและพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับการศึกษาการซึมผ่านของของเหลว.
อย่างไรก็ตามคุณค่าของงานของ Henry Darcy ไม่ได้ จำกัด อยู่ที่การสืบสวนของเขา Henry Darcy ยังได้รับการยอมรับเนื่องจากความพยายามของเขาทำให้ Dijon เป็นเมืองในยุโรปแห่งที่สองรองจากกรุงโรมที่มีเครือข่ายการจัดหาน้ำที่สมบูรณ์ เครือข่ายนี้ไปถึงทุกชั้นของบ้านทุกหลังในเมืองฝรั่งเศส.
ค่าพารามิเตอร์
อุปกรณ์ที่คิดค้นโดย Darcy สำหรับการทดลองของเขาเป็นพื้นฐานของการ permeameters ปัจจุบัน Permeameters ถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดความสามารถในการซึมผ่านของวัสดุต่าง ๆ ก่อนผ่านของเหลว.
โดยทั่วไปแล้วพวกเขาประกอบด้วยภาชนะที่เต็มไปด้วยวัสดุทรายที่มีการกำหนดส่วนคงที่ผ่านการไหลของน้ำที่ไหลเวียน.
การไหลของน้ำมีต้นกำเนิดในถังเก็บน้ำที่ระดับน้ำคงที่ เต้าเสียบที่ตั้งอยู่ที่ปลายอีกด้านหนึ่งของภาชนะบรรจุประกอบด้วยการแตะผ่านที่การไหลคงที่.
อย่างน้อยสองการวัดความสูงของคอลัมน์น้ำจะถูกนำไปตามเส้นทางของเหลวเพื่อให้ทราบการซึมผ่านของวัสดุ.
การใช้งาน
ปัจจุบันกฎของดาร์ซีใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรมโยธาวิศวกรรมเกษตรและอุตสาหกรรมน้ำมัน และแน่นอนในอุทกธรณีวิทยา.
ด้วยวิธีนี้หนึ่งในแอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องมากที่สุดของกฎหมายของดาร์ซีคือการรับน้ำไหลผ่านชั้นหินอุ้มน้ำ.
เท่าที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมน้ำมันกฎของดาร์ซียังใช้เพื่ออธิบายการไหลของน้ำมันน้ำและก๊าซผ่านการสะสมของน้ำมัน.
การอ้างอิง
- กฎของดาร์ซี (n.d. ) ในวิกิพีเดีย สืบค้นเมื่อวันที่ 23 เมษายน 2018 จาก en.wikipedia.org.
- Henry Darcy (n.d. ) ในวิกิพีเดีย สืบค้นเมื่อวันที่ 23 เมษายน 2018 จาก es.wikipedia.org.
- กฎหมายของดาร์ซี (n.d. ) ในวิกิพีเดีย สืบค้นเมื่อวันที่ 23 เมษายน 2018 จาก es.wikipedia.org.
- ดาร์ซีเอช (2399). Les fontaines publiques de la ville de Dijon. ปารีส: Dalmont.
- Arora, K. R. (1989) กลศาสตร์ของดินและวิศวกรรมฐานราก สำนักพิมพ์มาตรฐาน.