Фильтрация жидкости - Лекция

На тему: "Фильтрация жидкости"4.2 Приток воды к совершенному грунтовому колодцу при безнапорном движении фильтрационного потока 4.3 Приток к совершенному колодцу при напорной фильтрации 4.4 Приток к водосборной галерее 4.5 Приток к шахтному колодцуИзучение фильтрации воды в грунтах и различных пористых материалах представляет большой практический интерес при решении многочисленных инженерных задач в области гидротехники, строительства сооружений водоснабжения и водоотведения. Фильтрацией называется движение жидкости или газа в пористой и трещиноватой средах. Пористая среда может быть представлена рыхлыми и трещиноватыми породами, искусственными сыпучими материалами, волокнистыми минеральными и синтетическими изделиями и другими телами, содержащими внутри себя поры. Количество жидкости в пористой среде, физико-механические ее свойства и силы, действующие на нее, определяют степень подвижности жидкости. Жидкость в виде реального потока, перемещающегося в пористой среде, движется непосредственно через поры.Дарси было установлено, что имеет место линейная зависимость между фильтрационным расходом в трубе с песчаными грунтами и гидравлическими потерями. На основании опытов Дарси была получена следующая экспериментальная зависимость: (11.5) где - гидравлический уклон, обозначаемый через ; - площадь сечения трубы; k - коэффициент, характеризующий водопроницаемость песчаного грунта. Коэффициент k получил название коэффициента фильтрации, он имеет размерность скорости и является постоянным для данного песка или другого пористого материала. Исследованиями, проведенными отечественными учеными, по выявлению режима движения жидкости в пористой среде было установлено, что в некоторых случаях имеет место отклонение от линейной зависимости гидравлических потерь и скорости фильтрации. Закон Дарси, как показали эксперименты, справедлив при условии, когда число Рейнольдса при фильтрацииРассмотрим неравномерное безнапорное плавно изменяющееся движение грунтового потока воды в фильтрационном пласте грунта (рис. Кривизна линий тока, изображенных на рисунке, весьма мала. Так как кривизна линий тока невелика, то живые сечения можно считать плоскими. Следовательно, при плавно изменяющемся неравномерном движении фильтрационного потока величина гидравлического (пьезометрического) уклона относительно всех точек рассматриваемых сечений, через которые проходят линии тока, является постоянной. Формула (11.16) для определения средней скорости в плоском вертикальном сечении при плавно изменяющемся движении фильтрационного потока в грунтах называется формулой Дюпюи.В результате отбора воды из трубчатого колодца уровень ее в нем будет понижаться, так же как и уровень около колодца. Вокруг колодца в водоносном пласте образуется воронкообразная свободная поверхность с центром в колодце. Влияние откачки воды из колодца за пределами радиуса депрессии не наблюдается, там уровень воды остается постоянным. Используя понятие понижения уровня воды в колодце S0=H0 - h0, приток воды к колодцу Неполное вскрытие водоносного пласта колодцем влияет на характер движения фильтрационного потока непосредственно в зоне вблизи колодца.

План

1. Общие представления о фильтрации

2. Закон фильтрации

3. Неравномерное движение грунтовых вод

3.1 Формула Дюпюи

4. Приток воды к водозаборным сооружениям