Дарсидің заңы - фильтрацияның сызықтық заңы. Дарси заңының бұзылу себептері және қолданылу шектері.

Х1Х ғ асырдың ортасында судың қ ұ м фильтрінен ө ту қ озғ алысын тә жірибелік зерттеуі нә тижесінде Дарси заң ы немесе фильтрацияның сызық ты заң ы қ абылданды. Анри Дарси жү ргізілген тә жірибесі бойынша мынадай формуланы ашты:

Q=k_ф F∙ Δ H/L (3)

мұ нда, Q - сұ йық тық тың кө лемдік шығ ыны, L - ұ зындығ ы, F - кө лденең қ има ауданы, ∆ Н= - фильтрдің ү стінде жә не оның табанындағ ы су ағ ындарының айырмасы, k_ф - фильтрация коэффициенті, фильтрацияланатын сұ йық тың қ асиетіне жә не кеуекті ортаның қ ұ рылымына тә уелді.

Фильтрация коэффициенті (k_ф) тек фильтрация сұ йық тығ ы ретінде суды алатын гидромеханикалық есептеулерде қ олданылады. Мұ най, газ жә не олардың қ оспаларының фильтрациясын зерттеу кезінде кеуекті ортаның жә не сұ йық тың қ асиетін ескеру керек. Бұ л жағ дайда Дарси заң ы мына тү рде қ олданылады:

Q= g F (4)

немесе = · (5)

мұ нда, µ - динамикалық тұ тқ ырлық коэффициенті, Па∙ с;

P=ρ gh, гидростатикалық қ ысым, Па.

k - ө ткізгіштік коэффиценті, м².

Ө ткізгіштік (k) – тү сірілетін қ ысым ө згерісі ә серінен, тау жынысының ө зінен сұ йық тық ты, газды жә не олардың қ оспаларын ө ткізу қ абілеті.

(3) жә не (4) формулаларды салыстыра отырып, алатынымыз:

K _ф=kρ g/μ (6)

(5) формула Дарсидің сызық тық заң ы деп аталады.

Дарси заң ының қ олданылу шегін зерттеу ү рдісінде, керітартпа екі негізгі себеп пайда болады:

1) фильтрация жылдамдығ ының ү лкен мә нінде инерциялық кү штердің пайда болуымен байланысты (Дарси заң ын қ олданудың жоғ арғ ы шегі) ауытқ улар;

2) фильтрацияның едә уір аз жылдамдығ ы кезінде, сұ йық тық тың ньютондық емес реологиялық қ асиеті пайда болып, ол кеуекті ортаның қ атты қ аң қ асымен ө зара ә рекеттесу нә тижесінде пайда болатын ауытқ улар (Дарси заң ын қ олданудың тө менгі шегі).

Дарси заң ын қ олданудың жоғ арғ ы шегін ә детте Рейнольдс санының кейбір шектік мә німен байланыстырады:

Re _кр= d /

мұ нда, d- кеуекті ортаның ө зіне тә н белгілі бір ө лшемі;

W - қ ұ бырдағ ы ағ ынның орташа жылдамдығ ы;

ν - флюидтің кинематикалық тұ тқ ырлық коэффициенті (ν =µ/ρ).

В.Н. Щелкачев Рейнольдс санын, мұ най жә не газ кен орындарын тә жірибелі іс жү зінде игеру ың ғ айлы болу ү шін мына формула бойынша анық тауды ұ сынды:

Re = (7)

В.Н. Щелкачев бойынша Рейнольдс санының мә ні мына аралық та алынады:

Reкр=0, 032÷ 14.

Дарси заң ын қ олданудың тө менгі шегі фильтрацияланатын флюидтің ньютондық емес қ асиетінің ә серімен байланысты, яғ ни бұ л мұ най қ ұ рамында жоғ ары молекулалы компоненттердің бар екендігін кө рсетеді (шайыр, асфальтен, парафин жә не т.б.). Бұ л жағ дайда негізі шекті градиент фильтрация ү лгісі болып табылатын, ньютондық емес сұ йық тық фильтрациясының сызық тық емес заң ы қ олданылады:

, > 0,

(8)

мұ нда, γ - қ ысымның (бастапқ ы) шекті градиенті, осы градиентке жеткенде, сұ йық тық қ озғ алысы басталады, ал оның аз мә ндерінде, қ озғ алыс градиенті мү лдем болмайды.

Негізгі ә дебиеттер: 2 [6-9]

Қ осымша ә дебиеттер: 4 [14-20]

Бақ ылау сұ рақ тары:

Негізгі ә дебиеттер: 2 [6-22]

Қ осымша ә дебиеттер: 4 [14-23]

Бақ ылау сұ рақ тары:

1. Фильтрация дегеніміз не?

2. Фильтрация жылдамдығ ы.

3. Қ абат ө ткізгіштігі дегеніміз не?

4. Дарсидің сызық тық заң ы.

5. Рейнольдс саны.