- •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
Основной закон ламинарной фильтрации, формула Дарси.
Пористость грунтов
Наименование грунта |
Пористость |
Гравий (с диаметром частиц от 2 до 20 мм) |
0,30÷0,40 |
Пески (с диаметром частиц от 0,05 до 2 мм) |
0,30÷0,40 |
Супесь |
0,35÷0,45 |
Суглинок |
0,35÷0,50 |
Глинистый грунт |
0,40÷0,55 |
Торфяной грунт |
0,60÷0,80 |
В книге А.А. Роде (1955) пределы пористости указаны от 25 до 90 % и выше. Для трещиноватых горных пород по аналогии вводится понятие трещиноватости.
Рис. 59
Механический состав грунта определяется путем просеивания его через ряд сит с уменьшающейся крупностью отверстий. На основании механического анализа строится, так называемая, гранулометрическая кривая, рис. 59.
Скорость фильтрации. Основной закон ламинарной фильтрации (формула Дарси)
Представим на рис. 60 металлическую трубу, заполненную песком, имеющую внутренний диаметр d. Предположим, что под действием разности давлений на концах этой трубы вода, полностью заполняющая все поры в песке, движется (фильтрует) в этих порах. Рассмотрим сечениеА-Атрубы, здесь можно различить три разные площади:
1)площадь сечения пор грунта ωпор, эту площадь можно рассматривать как площадь действительного «живого сечения»;
2)площадь сечения частиц грунта ωгр; через эту площадь вода в действительности не проходит;
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
3) площадь сечения всей трубы ωгеом; очевидно,
ωгеом== ωпор,+ ωгр.(178)
d
Рис. 60
Действительная скорость движения воды в порах грунта, исходя из выше сказанного, равна:
υ'=, (179)
где Q – расход воды, движущейся в трубе.
Наряду с этим вводят понятие так называемой скорости фильтрации
. (180)
Как видно, скорость фильтрацииесть фиктивная (воображаемая) скорость, получающаяся в том случае, если мы себе представим, что вода движется не только через поры, но и через тельца частиц грунта, причем расход воды равен заданному (действительному расходу).
Проводя опыты с фильтрацией в песках и глинах, еще в середине IXIстолетия установили, что скорость фильтрацииυв случае установившегося движения может быть представлена следующей зависимостью, называемойформулой Дарсии выражающей основной закон ламинарной фильтрации:
υ=kI, (181)
где υ– скорость фильтрации в данной точке фильтрационного потока;I– пьезометрический уклон в той же точке (гидравлический градиент грунтового потока);k– коэффициент пропорциональности, называемыйкоэффициентом фильтрации.
Коэффициент фильтрации, имеющий размерность скорости (т.к. Iв формуле – величина безразмерная), представляет собой скорость фильтрации при уклонеI =1. Как показывают опыты, для воды определенной температуры величинаkзависит только от рода грунта и характеризует фильтрационную способность грунта. Вообще же величинаkзависит и от