- •Заметим, что для вертикально расположенных насадков при определении расчетного напора необходимо учитывать их длину. Так, для случая на рис. 5.1 имеем
- •Таблица 6.1
- •Исходные данные к задачам гл. 6
- •Окончание табл. 6.1
- •Таблица 7.1
- •Исходные данные к задачам гл. 7
- •Скорость
- •Другие
- •Таблица 8.1
- •Исходные данные к задачам гл. 8
- •Окончание табл. 8.1
- •Таблица 9.1
- •Исходные данные к задачам гл. 9
- •1. Гидростатика
- •1.1. Вводные сведения. Свойства и параметры состояния жидкости
- •1.1.1 Гидромеханика как наука
- •1.1.2 Свойства и параметры состояния жидкости
- •1.2 Основные законы и уравнения статики
- •1.2.1 Силы, действующие в жидкости
- •1.2.2 Гидростатическое давление
- •1.2.3 Дифференциальные уравнения покоя жидкости
- •1.2.4 Интегрирование уравнения Эйлера
- •1.2.5. Основное уравнение гидростатики
- •1.2.7 Пьезометрическая высота
- •1.2.8 Сила гидростатического давления
- •1.2.9. Закон Архимеда
- •2. Динамика идеальных и реальных жидкостей
- •2.1. Кинематика потенциальных и вихревых потоков
- •2.1.1. Гидромеханика упругой невязкой жидкости
- •2.1.2. Струйная модель жидкости
- •1.2.3. Виды движения жидкости
- •1.2.4. Гидравлические элементы потока
- •1.2.5. Уравнение неразрывности и постоянства расхода жидкости
- •2.2. Основные законы и уравнения динамики жидкости
- •2.2.1. Уравнение движения Эйлера
- •2.2.2. Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости
- •2.2.3. Геометрический и физический (энергетический) смысл уравнения Бернулли
- •2.2.4. Уравнение Бернулли для целого потока вязкой жидкости
- •2.3. Моделирование гидравлических процессов. Элементы теории размерностей
- •2.3.1. Основные понятия о подобии гидравлических явлений
- •2.3.2. Критерии динамического подобия
- •2.3.3. Пи – теорема
- •2.4. Взаимодействие тел с потоком жидкости
- •2.4.1. Гидравлическое уравнение количества движения
- •2.4.2. Сила действия движущейся жидкости на твердые тела
- •2.4.3. Гидравлическая крупность
- •3. Движение напорных потоков вязкой жидкости
- •3.1. Режимы движения жидкости
- •3.1.2. Основные закономерности при ламинарном движении жидкости
- •3.2. Гидравлические сопротивления
- •3.2.1. Гидравлические сопротивления по длине
- •3.2.2. Местные гидравлические сопротивления
- •3.3. Гидравлический расчет трубопроводных систем
- •3.3.1. Расчет длинных простых трубопроводов
- •3.3.2. Расчет коротких трубопроводов
- •3.3.3. Расчет сложного трубопровода
- •4. Безнапорные и свободные потоки жидкости
- •4.1. Равномерное движение в открытых руслах
- •4.2. Неравномерное безнапорное установившееся движение воды в каналах
- •5. Основы теории фильтрации
- •5.1. Закон Дарси
- •5.1.1. Основные понятия и определения
- •5.1.2. Коэффициент фильтрации
- •5.2. Равномерное движение грунтовой воды
- •5.3. Напорное движение фильтрационного потока
- •5.4. Безнапорные фильтрационные потоки
- •Список литературы
- •Геометрическая интерпретация уравнения Бернулли для целого потока реальной жидкости – диаграмма Бернулли.
- •Геометрическая интерпретация уравнения Бернулли
- •Энергетическая интерпретация уравнения Бернулли
- •Уравнение Бернулли для потока идеальной жидкости
- •График Никурадзе
- •-Типы потоков жидкости
- •-Гидравлические характеристики потока жидкости
- •Уравнение гидравлического прыжка в руслах прямоугольного сечения. Потери энергии в прыжке
- •Классификация водосливов
- •Основная формула расхода через водослив
- •Истечение через водослив с тонкой стенкой
- •Возможные схемы и режимы сопряжения бьефов
- •Донный режим сопряжения
- •Состав грунта
- •Пористость грунтов
- •Скорость фильтрации. Основной закон ламинарной фильтрации (формула Дарси)
- •ФОРМУЛА ДЮПЮИ
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
62
Другой случай. В канале устраивается перепад Пр (см. рис.). На гребне этого перепада устанавливается некоторая
глубина hф, отличная от глубины равномерного режима. Поскольку в этом случае мы искусственным путем зафиксировали в канале глубину, отличную от глубины равномерного движения, то на некоторой ограниченной длине канала АВ должно возникнуть неравномерное движение. Свободная поверхность на участке АВ называется кривой спада.
5.ОСНОВЫ ТЕОРИИ ФИЛЬТРАЦИИ
5.1.Закон Дарси
5.1.1.Основные понятия и определения
Фильтрацией называется движение жидкостей, газов или их смесей в пористой среде.
Пористой в фильтрации называется среда, образованная твердым скелетом, между элементами которого имеются связанные между собой пустоты (поры), через которые происходит движение жидкости. Сообщающиеся между собой поры образуют так называемую эффективную пористость, в отличие от фактической. К пористым средам обычно относят: почвы, грунты, трещиноватые горные породы с малыми сечениями пор, каменные наброски и другие материалы, состоящие из твердых частиц разной формы и размеров, неплотно прилегающих друг к другу.
К ним также относят зернистые фильтры, используемые для очистки жидкостей от примесей.
Всякая реальная пористая среда имеет случайную микроструктуру, поэтому невозможно определить распределение истинных скоростей жидкости в порах и приходится ограничиваться рассмотрением их осредненных характеристик.
Скоростью фильтрации называется отношение объемного расхода жидкости Q, протекающей через произвольное сечение пористой среды, к его площади S,
u = Q . |
(5.1) |
S |
|
Площадь сечения S может во много раз превышать суммарную площадь пор, образованных зазорами между твердыми частицами. Отсюда следует, что величина и меньше истинной скорости жидкости в порах.
Отношение суммарной площади пор Fп в сечении к общей площади сечения пористой среды называют поверхностной пористостью или порозностью,
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
63
n = |
Sï |
. |
(5.2) |
|
|||
|
S |
|
5.1.2. Коэффициент фильтрации
Основным в теории фильтрации называется закон потерь напора при движении жидкостей, газов или их смесей в пори стой среде. В связи с ламинарным движением жидкости в порах зависимость потерь напора от скорости фильтрационного потока является линейной. Это было экспериментально установлено французским ученым А. Дарси в 1856 г. при исследованиях течения воды в песчаных фильтрах. Поэтому линейный закон фильтрации назван его именем.
Принципиальная схема прибора, служащего для экспериментального подтверждения закона фильтрации, приведена на рис.
Труба 3 заполнена пористой средой (фильтром). Жидкость под напором из бака 2 подается в трубу и, пройдя через фильтр, вытекает в мерный бак 5, служащий для определения расхода, регулирование величины которого осуществляется краном 4. Для обеспечения равномерного движения жидкости по всей
длине фильтра и исключения влияния резкого изменения сечений потока в приборе концы фильтра удалены от торцов трубы, а сам он удерживается в ней при помощи сеток 1. В этом случае линии тока жидкости в фильтре практически параллельны оси трубы, а ее нормальное сечение можно считать живым сечением фильтрационного потока.
Потери напора в пористой среде ∆Н измеряются при помощи двух пьезометров, расположенных на расстоянии L друг от друга.
Опытами устанавливается зависимость между расходом жидкости в фильтре и разностью показаний пьезометров ∆Н в виде:
Q = kS |
∆H |
, |
(5.3) |
|
L |
||||
|
|
|
где k — коэффициент фильтрации, являющийся постоянной величиной с размерностью скорости, зависящий от материала пористой среды и фильтруемой жидкости.