Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Движение жидкостей и газов в пористой среде
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ Грунт, вследствие неплотного прилегания образующих его частиц друг к другу, является пористой средой. Течение жидкости и газа (фильтрация) происходит в капиллярных каналах весьма сложной формы, образованных порами грунта. При решении вопросов фильтрации методами гидродинамического анализа приходится пользоваться упрощенными моделями грунта. К таким моделям относятся "идеальный грунт", у которого капиллярные каналы, составленные из пор, образующихся между песчинками, принимаются цилиндрическими и параллельными между собой, и "фиктивный грунт", все частички которого принимаются за шары одинакового диаметра. Отношение суммы объёмов пор по всему объёму данного грунта называется пористостью: . где - объём грунта, - суммарный объём частиц, составляющих грунт. Пористость фиктивного грунта не зависит от диаметра взятых шаров, а зависит только от их расположения в рассматриваемом объёме и определяется по формуле: , (9.1.1) где q - угол, зависящий от взаимного расположения шаров. Отношение , где S - площадь всего рассматриваемого сечения грунта, S1 - площадь, занимаемая в этом сечении шарами, называется просветом и физически характеризует собой площадь, через которую фильтруется жидкость. Для фиктивного грунта (9.1.2) и зависит только от взаимного расположения шаров. Для идеального грунта при ламинарном движении скорость жидкости в поровой трубке определяется по формуле: , (9.1.3) где R - гидравлический радиус поперечного сечения поровой трубки, - падение гидродинамического давления на длине l поровой трубки, m - динамический коэффициент вязкости, a - число, входящее в степенную формулу, определяющую коэффициент сопротивления (9.1.4) и зависящее от режима течения жидкости и показателя i. Скорость ламинарной фильтрации в идеальном грунте, выраженная через действительную скорость течения жидкости по поровому каналу, равна , (9.1.5) где имеет размерность площади и называется проницаемостью. Под проницаемостью пористой среды понимается свойство пропускать через себя жидкость или газ под действием приложенного градиента давления, то есть это проводимость пористой среды по отношению к жидкости или газу. При чисто квадратичной фильтрации (турбулентный режим) действительная скорость течения в поровой трубке не зависит от вязкости жидкости.
Скорость фильтрации в этом случае определяется по формуле: , (9.1.6) где . Число a имеет в этом случае иное значение, чем при ламинарной фильтрации. Для определения средней скорости течения жидкости через поровую трубку фиктивного грунта пользуются формулой Слихтера: . (9.1.7) Здесь d - диаметр шара фиктивного грунта. Скорость фильтрации в фиктивном грунте равна (9.1.8) или , (9.1.9) где величина называется теоретической проницаемостью Слихтера. Для фиктивного грунта, пористость которого изменяется в интервале 0.26 < m <0.48, приближённое значение теоретической проницаемости определяется по формуле: . (9.1.10) При определении средней скорости движения по поровому каналу, в связи с его криволинейностью, необходимо вместо действительной толщины пласта (грунта) h вводить фиктивную толщину: . Расход жидкости через фиктивный грунт или , (9.1.11) где F - площадь сечения грунта, . При измерении [d] и [h] в сантиметрах [F] - в квадратных сантиметрах, [m] - [дина×с/см2], [ ]- см. вод. ст. при 4°С и [Q] -[см3/с], формула расхода принимает вид . Приведённые формулы скорости и расхода применимы для частиц, средний диаметр которых изменяется в пределах 0,01мм - 5 мм. Формула (2.26) является основной формулой для определения скорости фильтрации в фиктивном грунте. Для определения коэффициента проницаемости этой формулы существует ряд зависимостей, из которых наиболее распространёнными являются: · формула Козени, уточнённая Л.С.Лейбензоном: , (9.1.12) где b2 = 5/3, исходя из предположения, что поперечное сечение порового канала есть равносторонний треугольник; для случая квадратного сечения b2 = 16/9. · формула Терцаги I: , (9.1.13) где коэффициент e зависит от структуры грунта; для песка с гладкой поверхностью e = 10.5; с угловатой - 6.0. · формула Терцаги II: , (9.1.14) где m0 = 0.13; при m = m0, т.е. когда пористость грунта очень мала, фильтрация, согласно этой формуле, прекращается. · Формула Лейбензона, выведенная из приложения теории обтекания к фильтрации в фиктивном грунте: (9.1.15) Пользуясь методом размерности, Лейбензон получил следующую общую формулу теории фильтрации:
где В1 - некоторая постоянная, а W и R - безразмерные величины, определяемые равенствами:
. Указанные формулы могут быть использованы при исследовании фильтрации жидкости через естественный грунт с последующей заменой диаметра d шара фиктивного грунта через так называемый эффективный или действующий диаметр частиц естественного грунта.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-26; просмотров: 440; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.138.122.195 (0.006 с.) |