Закон Дарси — закон фильтрации жидкостей и газов в пористой среде. Он устанавливает линейную зависимость между объемным расходом жидкости или газа и гидравлическим градиентом (уклоном, перепадом давления) в пористых средах, например, в мелкозернистых, песчаных и глинистых грунтах.
Линейный закон Дарси может быть записан формулой:
v = Q / F = ( k / μ)·(Dp / L)
Закон Дарси обычно используют при расчетах режимов разработки нефти и газа.
В законе Дарси k - коэффициент фильтрации, характеризует среду и жидкость одновременно(зависит от размера частиц, от их формы и степени шероховатости, пористости среды, вязкости жидкости). Этот коэффициент обычно используется в гидротехнических расчетах, где приходится иметь дело с одной жидкостью — водой.
Техническая реализация закона Дарси - лабораторная установка для изучения фильтрационных характеристик модельных и реальных пористых сред:
- баллон с газом (для жидкости - насос);
- вентиль;
- регулятор давления;
- входной манометр;
- модель (пористая среда);
- выходной манометр;
- расходомер.
Регулятором давления 3 подбирают такие значения перепада давления по длине модели Dp/L, при которых выполняются линейный или двучленный Дарси закон.
На основе закона Дарси функционируют системы очистки жидкостей и газов (фильтры) различного назначения. В частности, в фильтрах для очистки воды, противогазах и др. в качестве адсорбента и носителя хемосорбционно-активных добавок обычно используют активированный уголь, получаемый из ископаемых или древесных углей удалением смолистых веществ и созданием разветвленной сети пор.
Обозначения:
Q - объемный расход жидкости
F - площадь поперечного сечения образца или эффективная площадь рассматриваемого объема пористой среды
v - скорость фильтрации жидкости или газа
k - коэффициент проницаемости среды
p1 и p2 - давления, созданные на концах испытуемого образца
Dр - перепад давления на длине среды L
μ - абсолютная вязкость жидкости
L - длина фильтрующей части породы
