다르시 의 법칙 다공성 물질을 통해 유체의 흐름을 설명하기위한. 이 법칙은 모래 필터를 통과하는 물의 흐름을 계산하는 데 적용 할 수있는 보편화로 추론되었습니다. 프랑스 엔지니어 Henry Darcy가 Saone River의 고운 자갈을 포함하는 거친 모래에 대해 수행 한 몇 가지 실험에서 얻은 것입니다.
시간이 지남에 따라 수정되었지만 Darcy가 그의 실험에서 공식화 한 법칙은 현재 수 문학의 과학적 기초입니다. 그의 연구를 위해 Darcy는 유체 연구의 대부분의 실험실에서 현재 사용되는 투과도 계와 매우 유사한 장치를 사용했습니다.
헨리 다시
오늘날이 법은 공학, 수문 지질학 및 석유 산업과 같은 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
무엇으로 구성되어 있습니까?
가장 간단한 형태로 Darcy의 법칙에 대한 수학적 표현은 다음과 같습니다.
Q = K ∙ A ∙ ∆h / ∆L
이 식에서 Q는 유속이고 K는 Darcy의 투과성 계수 (재료와 통과하는 유체의 특성에 따라 달라지는 상수)로 알려진 상수입니다.
또한 A는 단면적, ∆L은 샘플의 두 지점 사이의 거리, ∆h는 동일한 두 지점 간의 전위차입니다.
법의 더 정확한 표현은 다음과 같습니다.
q =-K ∙ (dh / dl)
이 방정식에서 q = Q / A 또는 단면 당 흐름, K는 수력 전도도이고 dh / dl은 수력 구배입니다.
Darcy의 법칙 고려 사항
Darcy의 법칙을 설정할 때 다공성 매체와 유체에 대한 일련의 고려 사항이 고려됩니다.
-유체는 압축 할 수 없습니다.
-유체가 통과하는 다공성 매체는 균일합니다.
-흐름은 선형입니다.
-유체의 흐름은 등온입니다.
-유체는 통과하는 다공성 매질과 항상 반응하지 않습니다.
한계
Darcy의 법칙에 대한 두 가지 근본적인 제한이 기본적으로 고려 될 수 있습니다.
-처음에는 상수 K가 다공성 매체에만 의존하지 않는다는 사실은 그 값이 통과하는 유체에 따라 달라지기 때문입니다.
-둘째, 상수가 매우 낮은 값을 취하거나 속도가 매우 높은 경우에 발생하는 흐름과 수력 기울기 간의 비선형 관계입니다.
타당성
일반적으로 Darcy가 추론 한 법칙은 층류가 발생하는 토양과 같은 다공성 매체를 통한 물의 흐름에 적용 할 수있는 것으로 간주됩니다.
진실은 나중에 다른 연구자들의 연구에서 Darcy의 법칙이 토양을 통해 이동하는 대부분의 유형의 유체 흐름에 유효하다는 것을 확증했습니다.
그러나 매우 빠른 속도로 액체를 여과하고 매우 낮은 속도로 가스를 여과하는 경우 Darcy의 법칙이 더 이상 적용되지 않는다는 점에 유의해야합니다.
Darcy의 실험
프랑스 엔지니어 Henry Darcy는 도시 식수 공급 개발에서 가장 중요한 선구자 중 한 명이었습니다.
그는 프랑스 도시 디종의 상수도 네트워크 연구를 담당했습니다. 분명히 그의 책임에는 정수 필터 설계도 포함되었습니다. 이것이 아마도 그가 모래층을 통해 흐르는 물의 흐름을 조사하게 된 것입니다.
이 주제에 대한 그의 연구 결과는 그가 디종시의 물 분배 네트워크에 대해 발표 한 보고서의 부록으로 발표되었습니다. 나중에 Darcy의 법칙이라고 불리는 표현이 출판 된 것은이 부속서에있었습니다.
진실은 그들의 연구가 그 이후로 지하수 흐름에 대한 모든 후속 연구의 기초이자 액체의 투과성을 연구하기위한 과학적 기초로 간주 될 정도로 관련성이 매우 높은 것으로 판명되었다는 것입니다.
그러나 Henry Darcy의 작업의 가치는 그의 연구에만 국한되지 않습니다. Henry Darcy는 또한 Dijon을 로마에 이어 두 번째 유럽 도시로 만들어 완전한 물 공급망을 갖도록 노력한 것으로 인정 받고 있습니다. 이 네트워크는 프랑스 도시의 모든 집의 모든 층에 도달했습니다.
투과도
Darcy가 실험을 위해 고안 한 장치는 현재 투과도의 기초입니다. Permeameters는 유체의 통과에 대한 다른 재료의 투과성을 결정하는 데 사용됩니다.
일반적으로 그들은 물의 흐름이 순환하는 일정한 단면을 가진 모래 물질로 채워진 용기로 구성됩니다.
물의 흐름은 수위가 일정한 저수지에서 비롯됩니다. 용기의 다른 쪽 끝에 위치한 배출구는 일정한 흐름이 나오는 탭으로 구성됩니다.
재료의 투과성을 알기 위해 유체의 경로를 따라 수주 높이를 최소 두 번 측정합니다.
응용
Darcy의 법칙은 오늘날 토목 공학, 농업 공학 및 석유 산업에서 널리 사용됩니다. 그리고 물론 수문 지질학에서.
따라서 Darcy의 법칙의 가장 적절한 적용 중 하나는 대수층을 통해 물의 흐름을 얻는 것입니다.
석유 산업에 관한 한 Darcy의 법칙은 석유 저장소를 통한 석유, 물 및 가스의 흐름을 설명하는데도 사용됩니다.
참고 문헌
- Darcy의 법칙 (ND). Wikipedia에서. en.wikipedia.org에서 2018 년 4 월 23 일에 검색 함.
- Henry Darcy (nd). Wikipedia에서. es.wikipedia.org에서 2018 년 4 월 23 일에 검색 함.
- Darcy의 법칙 (nd). Wikipedia에서. es.wikipedia.org에서 2018 년 4 월 23 일에 검색 함.
- Darcy, H. (1856). Les fontaines publiques de la ville de Dijon. 파리 : 달몽.
- Arora, KR (1989). 토양 역학 및 기초 공학. 표준 게시자.