Darcy Yasası Neler İçerir, Deney ve Uygulamalar



Darcy Yasası Gözenekli malzemelerden akışkan akışını tanımlamaya yarar. Kanun, kum filtreleriyle su akışının hesaplanmasında geçerli olan bir evrenselleşme olarak çıkarıldı. Fransız mühendis Henry Darcy tarafından Saona Nehri'nden ince çakıl içeren kaba kumda yapılan birkaç deneyden elde edilmiştir..

Zaman içinde değişikliklere tabi olmasına rağmen, Darcy'nin deneylerinden formüle ettiği yasa, mevcut hidrolojinin bilimsel temelidir. Darcy araştırması için şu anda birçok laboratuvarda akışkan araştırmalarında kullanılan geçirgenlere çok benzer bir cihaz kullandı..

Halen hukuk, mühendislik, hidrojeoloji ve petrol endüstrisi gibi çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır..

indeks

  • 1 Ne içerir??
    • 1.1 Darcy Yasasının Düşünceleri
    • 1.2 Sınırlamalar
    • 1.3 Geçerlilik
  • 2 Darcy'nin deneyi
    • 2.1 Geçirgenlik ölçer
  • 3 Uygulamalar
  • 4 Kaynakça

Nelerden oluşur??

En basit haliyle, Darcy Yasasının matematiksel ifadesi aşağıdaki gibidir:

Q = K ∙ A ∙ Δh / ΔL

Bu ifadede, Q akıştır ve K, Darcy'nin geçirgenlik katsayısı olarak bilinen bir sabittir (hem malzemeye hem de içinden geçen sıvının özelliklerine bağlı sabit).

Ek olarak, A enine kesit alanıdır, ΔL, numunenin iki noktası arasındaki mesafedir ve twoh, bu iki aynı nokta arasındaki potansiyel farktır..

Yasanın daha doğru bir ifadesi şöyle olurdu:

q = - K ∙ (dh / dl)

Bu denklemde q = Q / A veya bölüm başına akış, K hidrolik iletkenliktir ve dh / dl hidrolik gradyandır.

Darcy Yasasının Düşünceleri

Darcy yasasını belirlerken, hem gözenekli ortamda hem de akışkanda bir dizi kaygı göz önünde bulundurulur:

- Sıvı sıkıştırılamaz.

- Akışkan içinden akan gözenekli ortam homojendir.

- Akış doğrusal.

- Sıvının akışı izotermaldir.

- Sıvı, hiçbir zaman içinden geçen gözenekli ortam ile reaksiyona girmez.

sınırlamaları

Temel olarak Darcy yasası için iki temel sınırlamayı düşünebilirsiniz..

- İlk olarak, K sabitinin yalnızca gözenekli ortama bağlı olmaması, çünkü değeri aynı zamanda içinden geçen sıvıya da bağlıdır..

- İkincisi, akış ve hidrolik gradyan arasındaki doğrusal olmayan ilişki, sabit çok düşük bir değer alırsa veya hız çok yüksekse gerçekleşir.

geçerlik

Genel olarak, Darcy tarafından çıkarılan yasanın, içinde laminer bir akış bulunan topraklarda olduğu gibi, gözenekli ortamdan akan suya uygulanabilir olduğu düşünülmektedir..

Gerçek şu ki, daha sonra diğer araştırmacıların çalışmaları, Darcy Yasasının yerlerden akan sıvı türlerinin çoğu için geçerliliğini koruduğunu doğrulamaya izin vermiştir..

Bununla birlikte, çok yüksek hızlarda sıvı sızıntıları ve çok düşük hızlarda gaz sızıntıları için Darcy yasasının artık geçerli olmadığını akılda tutmak önemlidir..

Darcy'nin deneyi

Fransız mühendis Henry Darcy, kentsel içme suyu tedarikinin gelişiminin en önemli öncülerinden biriydi.

Fransız şehri Dijon'un su şebekesinin çalışmasından sorumluydu. Görünüşte, sorumlulukları arasında su arıtma filtrelerinin tasarımı da olmalı; Bu muhtemelen onu kum yataklarından akan suları araştırmaya yönlendiren şeydi..

Konuyla ilgili yaptığı çalışmaların sonuçları, Dijon şehrinin su dağıtım şebekesinde sundukları rapora ek olarak yayınlandı; Bu eklerde, daha sonra Darcy Yasası olarak adlandırılan şeyin ifadesi ortaya çıktı..

Gerçek şu ki, araştırmalarının o kadar alakalı olduğu ortaya çıktı ki, o zamandan beri, hem yeraltı suyu akışları üzerine sonraki tüm çalışmaların temeli hem de sıvıların geçirgenliğini incelemek için bilimsel temeli göz önüne aldılar..

Ancak, Henry Darcy'nin eserinin değeri onun soruşturmalarıyla sınırlı değil. Henry Darcy de tanınıyor çünkü çabaları Dijon'un Roma'dan sonra eksiksiz bir su temini ağına sahip ikinci Avrupa şehri olmasını sağladı. Bu ağ Fransız kentindeki her evin her katına ulaştı.

Permeametre

Darcy tarafından deneyleri için tasarlanan cihaz, mevcut geçirgenlerin temelini oluşturur. Permeametreler bir sıvının geçişinden önce farklı malzemelerin geçirgenliğini belirlemek için kullanılır.

Genel olarak, içinden bir su akışının dolaştığı sabit bir kesiti olan kumlu bir malzemeyle doldurulmuş bir kaptan oluşurlar..

Su akışı, su seviyesinin sabit olduğu bir su tankında kaynağına sahiptir. Kabın diğer ucunda bulunan çıkış, içinden sabit bir akış olan bir musluktan oluşur.

Malzemenin geçirgenliğini bilmek için akışkan yolu boyunca su kolonunun yüksekliğinin en az iki ölçümü yapılır..

uygulamaları

Darcy Yasası şu anda inşaat mühendisliği, ziraat mühendisliği ve petrol endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır; ve elbette, hidrojeolojide.

Bu şekilde, Darcy Yasasının en ilgili uygulamalarından biri, su akiferlerinden su akışını sağlamaktır..

Petrol endüstrisi söz konusu olduğunda, Darcy Yasası ayrıca petrol yatakları üzerinden petrol, su ve gaz akışlarını tanımlamak için de kullanılmaktadır..

referanslar

  1. Darcy kanunu (n.d.). Wikipedia'da. 23 Nisan 2018'de en.wikipedia.org adresinden alındı..
  2. Henry Darcy (n.d.). Wikipedia'da. Es.wikipedia.org adresinden 23 Nisan 2018 tarihinde alındı..
  3. Darcy Kanunu (n.d.). Wikipedia'da. Es.wikipedia.org adresinden 23 Nisan 2018 tarihinde alındı..
  4. Darcy, H. (1856). Les fontaines publiques de la ville de Dijon ile ilgili tarafsız yorumlar, yazılar, öneriler ve görüşler sağlar.. Paris: Dalmont.
  5. Arora, K.R. (1989). Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği. Standart Yayıncılar.