Darcyho zákon: Porovnání verzí

Smazaný obsah Přidaný obsah
m math fix
Xqbot (diskuse | příspěvky)
m r2.7.3) (Robot: Přidávám ms:Hukum Darcy; kosmetické úpravy
Řádek 1:
[[FileSoubor:Darcy's Law.png|thumb|Darcyho zákon]]
'''Darcyho zákon''' je matematický vztah, který definuje [[Průtok (hydrologie)|rychlost průtoku]] [[kapalina|kapaliny]] nebo [[plyn]]u pevným
porézním tělesem. Jedná se o lineární závislost mezi filtrační rychlostí tekutiny '''v<sub>f</sub>''' (resp. průtočným množstvím '''Q''') a piezometrickým (hydraulickým) gradientem '''I'''. Odvodil ji francouzský inženýr [[Henry Darcy]] (1856), který ji vyjádřil vzorcem:
Řádek 10:
 
kde
* '''k''' - [[hydraulické parametry hornin|koeficient filtrace]]
* '''Q''' - [[objemový průtok]] filtrem délky '''L''' s průřezem '''A''',
* '''I''' - [[hladina podzemní vody|piezometrický gradient]] '''(h<sub>1</sub>- h<sub>2</sub>)/L''', t. j. výškový rozdíl mezi úrovní hladiny '''h<sub>1</sub>''' nad vstupem do filtru a úrovní hladiny '''h<sub>2</sub>''' přiléhající k spodní výtokové ploše dělený délkou (výškou) filtru '''L''',
* '''v<sub>ef</sub>''' - efektivní rychlost
* '''v<sub>f</sub>''' - filtrační rychlost
Řádek 39:
* '''μ<sub>A</sub>''' - koeficient účinnosti filtračního průřezu (kinematická pórovitost), který je vždy menší jak 1
 
== Platnost Darcyho zákona ==
Zákon vyjadřuje lineární závislost rychlosti proudění na rozdílu [[tlak]]ů proudícího média a vzdálenosti sledovaných bodů. Četné experimenty ukazují, že tato lineární závislost platí pro velký rozsah hodnot hydraulického gradientu a pro většinu obvyklých hornin a zemin. Odchylky od platnosti Darcyho zákona jsou zjišťovány při malých gradientech hydraulické výšky ve velmi jemnozrnných materiálech a také u hrubozrnných materiálů, pokud gradient hydraulické výšky překročí jistou mezní hodnotu. V prvém případě mluvíme o '''''prelineárním proudění''''', ve druhém o '''''postlineárním proudění'''''.
 
'''''K postlineárnímu proudění dochází''''', pokud setrvačné síly v proudící tekutině začnou převažovat nad silami vazkými a v prostoru pórů nastane významné turbulentní proudění. Indikátorem je kritická hodnota [[Reynoldsovo číslo|Reynoldsova čísla]] '''R<sub>e</sub>'''. V hydromechanice pórového prostředí definujeme Reynoldsovo číslo vztahem :
:<math>\mbox{Re} = \frac{v_sd}{\nu}</math>
kde
* '''ν''' - velikost toku
* '''d''' - charakteristický rozměr zrna za něž s ohledem na zabezpečenost dosazujeme '''d<sub>10</sub>''' nebo '''d<sub>20</sub>'''.
Hálek a Švec (1973) uvádějí, že v porézním prostředí '''R<sub>e</sub>''' splňuje nerovnost 1 < R<sub>e</sub> < 10
Položíme-li '''R<sub>e</sub>''' = 1, dosadíme-li dále za velikost toku hodnotu '''v<sub>s</sub>''' = 2,5.10<sup>-3</sup> m/s a za kinematickou viskozitu vody hodnotu pro běžné teploty podzemní vody '''ν''' =1,31.10<sup>-6</sup> m<sup>2</sup>/s, dostaneme jako podmínku platnosti Darcyho zákona nerovnost '''d ≤ 5,24.10<sup>-4</sup>''' m. Tato hodnota odpovídá hrubému písku. Z toho je vidět, že je velmi málo pravděpodobné překročení meze platnosti Darcyho zákona pro běžné přírodní materiály.
Řádek 55:
Používá se především v [[hydrogeologie|hydrogeologii]] nebo [[stavebnictví]] při projektování způsobů odvodňování stavebních jam apod.
 
Podstatné je, že množství pronikající kapaliny je přímo úměrné tlakovému [[gradient]]u (''h<sub>a</sub> − h<sub>b</sub>'') a nepřímo úměrné protékané vzdálenosti. Velikost konstanty ''k'' se určuje pomocí čerpacích nebo stoupacích zkoušek případně laboratorně na neporušených vzorcích horninového materiálu.
 
 
[[Kategorie:Fyzikální zákony]]
Řádek 77 ⟶ 76:
[[ko:다르시의 법칙]]
[[lt:Darsi dėsnis]]
[[ms:Hukum Darcy]]
[[nl:Wet van Darcy]]
[[no:Darcys lov]]