BATAS NI DARCY: KUNG ANO ANG BINUBUO NITO, EKSPERIMENTO AT APLIKASYON - PISIKAL - 2024

Ang Batas ni Darcy para sa paglalarawan ng daloy ng mga likido sa pamamagitan ng mga maliliit na materyales. Ang batas ay ibinahagi bilang isang universalization na naaangkop sa pagkalkula ng daloy ng tubig sa pamamagitan ng mga filter ng buhangin. Ito ay nakuha mula sa ilang mga eksperimento na ginawa ng French engineer na si Henry Darcy sa magaspang na buhangin na naglalaman ng pinong graba mula sa Saone River.

Bagaman sa paglipas ng oras napapailalim ito sa mga pagbabago, ang batas na nabuo ni Darcy mula sa kanyang mga eksperimento ay ang pang-agham na batayan ng kasalukuyang hydrology. Para sa kanyang pananaliksik ay ginamit ni Darcy ang isang patakaran ng pamahalaan na katulad ng mga permeameter na kasalukuyang ginagamit sa karamihan ng mga laboratoryo sa pagsasaliksik ng likido.

Henry darcy

Ngayon ang batas ay malawakang ginagamit sa mga patlang na magkakaibang bilang engineering, hydrogeology at industriya ng langis.

Ano ang binubuo nito?

Sa pinakasimpleng anyo nito, ang expression ng matematika para sa Darcy's Law ay ang mga sumusunod:

Q = K ∙ A ∙ ∆h / ∆L

Sa pagpapahayag na ito, ang Q ay ang rate ng daloy at ang K ay isang palagiang kilala bilang koepisyentidad ng Darcy ng pagkamatagusin (palagiang nakasalalay sa parehong materyal at mga katangian ng likido na dumadaan dito).

Bukod dito, ang A ay ang cross-sectional area, ang ∆L ang distansya sa pagitan ng dalawang puntos sa sample, at ang ∆h ay ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang magkaparehong puntos.

Ang isang mas tamang pagpapahayag ng batas ay:

q = - K ∙ (dh / dl)

Sa equation na ito q = Q / A o daloy ng bawat seksyon, K ang haydrolohikal na kondaktibiti, at dh / dl ang haydroliko na gradient.

Mga Pagsasaalang-alang sa Batas ni Darcy

Kapag itinatag ang batas ni Darcy, isang serye ng mga pagsasaalang-alang ay isinasaalang-alang, tungkol sa porous medium at tungkol sa likido:

- Ang likido ay hindi mai-compress.

- Ang maliliit na daluyan na dumaan sa likido ay homogenous.

- Ang daloy ay linear.

- Ang daloy ng likido ay isothermal.

- Ang likido ay hindi gumanti sa anumang oras gamit ang maliliit na daluyan na ipinapasa nito.

Mga Limitasyon

Dalawang pangunahing mga limitasyon sa batas ni Darcy ay maaaring isaalang-alang.

- Sa una, ang katotohanan na ang palaging K ay hindi nakasalalay lamang sa bulok na daluyan, dahil ang halaga nito ay nakasalalay din sa likido na dumadaan dito.

- Pangalawa, ang di-linear na relasyon sa pagitan ng daloy at ng haydroliko na gradient, na nangyayari kung ang pare-pareho ay tumatagal ng napakababang halaga o kung ang bilis ay napakataas.

Katunayan

Sa pangkalahatan, isinasaalang-alang na ang batas na ibinabawas ni Darcy ay naaangkop sa tubig na dumadaloy sa pamamagitan ng porous media, tulad ng mga soils, kung saan nangyayari ang isang laminar flow.

Ang katotohanan ay ang paglaon ng ibang mga mananaliksik ay may corroborated na ang Batas ni Darcy ay nananatiling may bisa para sa karamihan ng mga uri ng daloy ng likido na lumilipas sa mga lupa.

Gayunpaman, mahalagang tandaan na para sa pagsasala ng mga likido sa napakataas na bilis at ng mga gas sa napakababang bilis, ang batas ni Darcy ay hindi na naaangkop.

Eksperimento ni Darcy

Ang Pranses na inhinyero na si Henry Darcy ay isa sa pinakamahalagang payunir sa pagbuo ng mga suplay ng tubig sa lunsod.

Siya ang may pananagutan sa pag-aaral ng network ng supply ng tubig sa Pransya na lungsod ng Dijon. Tila, kasama rin sa kanyang mga responsibilidad ang disenyo ng mga filter ng paglilinis ng tubig; ito ay marahil kung ano ang humantong sa kanya upang siyasatin ang tubig na dumadaloy sa mga kama ng buhangin.

Ang mga resulta ng kanyang pag-aaral sa paksa ay nai-publish bilang isang pagsasanib sa ulat na ipinakita niya sa network ng pamamahagi ng tubig ng lungsod ng Dijon; Sa mga annexes na ito ay ang pagpapahayag ng kung ano ang kalaunan ay natapos na tinawag na Batas ni Darcy.

Ang katotohanan ay ang kanilang pananaliksik ay naging napaka-kaugnay na, mula noon, itinuturing silang parehong batayan ng lahat ng kasunod na pag-aaral sa mga daloy ng tubig sa lupa at ang pang-agham na batayan para sa pag-aaral ng pagkamatagusin ng mga likido.

Gayunpaman, ang halaga ng akda ni Henry Darcy ay hindi limitado sa kanyang pananaliksik. Kinilala din si Henry Darcy para sa kanyang pagsisikap na gawin si Dijon na pangalawang lungsod ng Europa, pagkatapos ng Roma, na magkaroon ng isang kumpletong network ng suplay ng tubig. Naabot ng network na ito ang bawat palapag ng bawat bahay sa lungsod ng Pransya.

Ang permeameter

Ang aparato na nilikha ni Darcy para sa kanyang mga eksperimento ay ang batayan para sa kasalukuyang mga permeameter. Ginagamit ang mga permeameter upang matukoy ang pagkamatagusin ng iba't ibang mga materyales sa pagpasa ng isang likido.

Sa pangkalahatan, binubuo sila ng isang lalagyan na puno ng isang mabuhangin na materyal na may isang palaging tinutukoy na seksyon kung saan ang isang daloy ng tubig ay naikalat.

Ang daloy ng tubig ay nagmula sa isang reservoir ng tubig kung saan ang antas ng tubig ay pare-pareho. Ang labasan na matatagpuan sa kabilang dulo ng lalagyan ay binubuo ng isang gripo kung saan lumabas ang isang palaging daloy.

Hindi bababa sa dalawang mga sukat ng taas ng haligi ng tubig ay kinuha sa kahabaan ng landas ng likido upang malaman ang pagkamatagusin ng materyal.

Aplikasyon

Malawakang ginagamit ngayon ang Batas ni Darcy sa engineering ng sibil, engineering sa agrikultura, at industriya ng petrolyo; at, siyempre, sa hydrogeology.

Kaya, ang isa sa mga pinaka-nauugnay na aplikasyon ng Batas ng Darcy ay upang makuha ang daloy ng tubig sa pamamagitan ng mga aquifer.

Tulad ng pag-aalala sa industriya ng langis, ang Batas ni Darcy ay ginagamit din upang mailarawan ang mga daloy ng langis, tubig, at gas sa pamamagitan ng mga reservoir ng langis.

Mga Sanggunian

1. Batas ni Darcy (nd). Sa Wikipedia. Nakuha noong Abril 23, 2018, mula sa en.wikipedia.org.
2. Henry Darcy (nd). Sa Wikipedia. Nakuha noong Abril 23, 2018, mula sa es.wikipedia.org.
3. Batas ni Darcy (nd). Sa Wikipedia. Nakuha noong Abril 23, 2018, mula sa es.wikipedia.org.
4. Darcy, H. (1856). Les fontaines publiques de la ville de Dijon. Paris: Dalmont.
5. Arora, KR (1989). Mekanika ng Lupa at Engineering Engineering. Mga Pamantayang Pamantayan.