филтрация

В проучването на просмукване протича удобно бягство от размера на порите и формата, приемайки, че течност се движи като непрекъсната среда, пълнене целия обем на порьозния носител, включително пространството, заето от скелета на породата.

Да предположим, че F бъде повърхността на порьозен носител потоци обемен дебит флуид

където `w - действителната средната скорост на флуида; Fp - порите област.

размер на порите, свързани с общата повърхност лумена чрез (съотношение 1.2), и за neuporyadochnyh (изотропно) среда е валиден поемане на равенството на лумена и порьозност. Ето защо,

Това се нарича скорост филтруване и се определя на потока на течност като усредняване област. Тъй m<1, то и скорость фильтрации всегда меньше средней.

Физическата смисъла на скоростта на филтрация се счита, че в този случай някои фиктивни поток, където:

· През някой напречно сечение е равна на действителната скорост на потока,

· Поле налягане на фиктивни и реални потоци са еднакви,

· Устойчивост сила фиктивен поток е истинско.

Предполага се, че скоростта на филтрация се разпределя непрекъснато в обем и свързани с средната действителна скорост на потока от уравнение (1.17).

1.3.1.2. закон на Дарси (линеен закон филтриране)

През 1856. Френски инженер Darcy право включили главния филтър - право линеен закон Darcy или филтруване създаване на линейна зависимост между загубата на налягане на H1-H2 и обемна скорост на потока Q на флуида, протичащ през тръба напречното сечение на F, напълнената пореста среда.

закон на Дарси се изчислява по формулата

където - коефициент на пропорционалност се нарича филтър коефициент и с размери на скоростта; - глава; р / г - пиезометричната височина; г - обемно тегло.

Пишем закон на Дарси в диференциална форма, като се използва връзката ф = Q / F,

или вектор форма

където S - криволинейна разстояние по протежение на оста на тока на тръбата.

Коефициент на филтриране характеризира течната среда и едновременно, т.е. Това зависи от размера на частиците, формата и степента на грапавост, порьозността на средата, вискозитетът течност. Това съотношение обикновено се използва в хидравлични изчисления, които трябва да се справят с един течност - вода. В присъствието на различни течности, които често се случва в механиката подземните течност, е неудобен за използване. Следователно, правото на Дарси обикновено написани в малко по-различна форма

където μ - динамичен коефициент на вискозитет; К - коефициент на пропускливост характеризиране на околната среда; р = г Н - Предоставеният налягане, равно на вярно, когато Z = 0.

От сравнението на (1.19) и (1.22) имаме

1.3.1.3. Границите на приложимост на закона Дарси

закон на Дарси е валидна при следните условия:

а) фино порести средни порите канали достатъчно тесен;

б) нивото на филтрация и градиента на налягане е малък;

в) промяна на скоростта на филтрация и градиент налягане малък.

Чрез повишаване на скоростта на флуида право Дарси е прекъсната поради увеличаване ефекти загуба на налягане поради инерционни сили: образуването на вихри, поток за разделяне на зони с повърхността на частиците, частиците на хидравличен удар и т.н. Това е известно като горната граница. право Darcy и могат да бъдат разделени в проценти много ниски филтриране по време на началото на движение на течността поради наличие на не-нютонови реологични свойства на флуид и неговото взаимодействие с твърд скелет на порьозната среда. Това е долната граница.

Критичен брой Рейнолдс Rekr = 1-12.

скорост UCR филтрация, при която правото на счупен Дарси се нарича критичен дебит. скорост Нарушение филтруване не означава, че преходът от ламинарен за турбулентен движение, но тъй инерционни сили, генерирани в течността поради усуканост на каналите и променя напречното сечение, преминавайки в ф> UCR съизмерим с силите на триене.

При обработване на експерименталните данни за определяне на критичната скорост са безразмерна параметър Darcy

представлява съотношението на вискозни фрикционни сили на силата на натиск. В обхвата на закона на Дарси, този параметър е равен на 1 и намалява с броя на Re надвишава критичната стойност.

Долната граница. При много ниски скорости, с увеличаване на промяна градиент на налягането в нивото на филтрация не е предмет на закона на Дарси. Този феномен се обяснява с факта, че при ниски скорости става значителна сила взаимодействие между твърдото вещество и течният скелет поради образуването на анормални, не-нютонови системи, например, стабилна колоиден разтвор под формата на желе като филми припокриващи пори и срутване с някои градиент налягане Тенеси. наречено първична и в зависимост от дела на глина материал и на остатъчния насищане на водата. Има много модели на реологични не-нютонови течности, най-простият от които е модел с ограничаване градиент

1.3.1.4. филтриране Законите в Re> Rekr

Точността на филтриране на закона зависи от точността на тестване и данни и определяне на параметрите резервоар. В тази връзка, в нарушение на закона на Дарси е необходимо да се въведе обща, нелинейни закони за филтриране. Тези закони са разделени в еднолично и два мандата.

Едночлени закони, описани в закон мощност на формата

където С, п - константи 1 £ N £ 2.

Тези зависимости са неудобни, тъй като параметърът п е цяло зависи от скоростта на потока. В тази връзка, най-голямото използване намерени два мандата зависимост, като плавен преход от закона Дарси за квадратно, наречена Krasnopolye формула:

коефициенти А и В се определи или експериментално, или теоретично. В последния случай

където б - структурен фактор и се дава чрез Мински