Ley de darcy
Páginas: 7 (1643 palabras)
Publicado: 1 de mayo de 2011
Introducción
La ley de Darcy es un modelo matemático que indica el flujo de fluidos por un medio poroso.
En el caso de la ingeniería de petróleos, esta ecuación posibilita la determinación de propiedades importantes en la roca como la permeabilidad, pero es preciso reconocer que al momento de caracterizar los fluidos de un yacimiento de petróleo presenta ciertas limitaciones.
En elpresento trabajo de investigación, se presentará el diseño de un permeámetro de carga constante y así determinar la variable de permeabilidad de una roca porosa o un medio arenoso, basándonos en el experimento que realizó el ingeniero Henry Darcy en el año de 1856.
A su vez, también se presentará gráficamente el diseño del permeámetro para visualizar detenidamente el funcionamiento de estedispositivo.
Objetivo
El objetivo del presente trabajo consiste en determinar el coeficiente de permeabilidad de un suelo a través de la creación y diseño de un dispositivo que mida dicho parámetro, basándose en el experimento de Darcy.
Marco Teórico
En el año de 1856 en la ciudad francesa de Dijon, el ingeniero Henry Darcy se interesó por los factores que influían en el flujo de agua através de materiales arenosos una vez le fue encomendada la misión de estudiar la red de abastecimiento de la ciudad. Para esto, debía diseñar filtros de arena con los cuales se purificara el agua.
Básicamente el experimento consistía en emplear un recipiente de sección constante llamado Permeámetro, por el cual se hace circular agua conectando uno de sus extremos un depósito elevado de nivelconstante. En el otro extremo se regula el caudal de salida mediante un grifo que en cada experimento mantiene el caudal también constante.
Con esto Darcy pudo encontrar que la tasa a la cual el agua fluye a través del medio poroso es directamente proporcional a la diferencia de altura entre los dos extremos del lecho filtrante, e inversamente proporcional a la longitud del lecho; es decir:
Q∝hA-hB y Q∝1L
El flujo es también proporcional al área perpendicular al escurrimiento, A.
Ec. 1
La ley de Darcy describe adecuadamente el flujo de fluidos monofásicos en medios porosos relacionándolos proporcionalmente con la diferencia de altura aplicada en tres factores:
* Un factor geométrico dado por la longitud y área del sistema poroso (L y A).
*Un factor que sólo depende del fluido: la Viscosidad dinámica ().
* Un factor que depende sólo del medio poroso: La Permeabilidad o Conductividad hidráulica (), pues es propio y característica de cada arena (más gruesa o fina, o mezcla de gruesa y fina, etc).
Por tanto la ecuación (1) se modifica a:
Donde (dh/dl) es conocido como el gradiente hidráulico. La cantidad dhrepresenta el cambio en la altura entre dos puntos situados muy cercanos, y dl es una distancia muy pequeña. El signo negativo indica que el flujo es en la dirección de la altura decreciente.
Método para la determinación de la conductividad Hidráulica
Existen diferentes métodos directos e indirectos para el cálculo de coeficiente K de permeabilidad según Darcy, en este informe solo mencionaremosalgunos métodos indirectos.
Métodos Indirectos para Determinación de K
Sedimentos de grano grueso y no consolidado son los mejores productores de agua subterránea que existen en la naturaleza.
Asimismo, arcillas son a menudo utilizadas en aplicaciones de ingeniería debido a su reducida permeabilidad intrínseca.
Rangos típicos de permeabilidad intrínseca y conductividad hidráulica paradistintos tipos de sedimentos no consolidados se presentan en la Tabla 3.1.
La permeabilidad intrínseca es una función del tamaño de los poros en el sedimento no consolidado. Mientras más pequeño es el tamaño de los sedimentos, más grande es el área superficial en contacto con el agua contenida en los poros. Este aumento en el área superficial provoca un incremento en la resistencia friccional...
La ley de Darcy es un modelo matemático que indica el flujo de fluidos por un medio poroso.
En el caso de la ingeniería de petróleos, esta ecuación posibilita la determinación de propiedades importantes en la roca como la permeabilidad, pero es preciso reconocer que al momento de caracterizar los fluidos de un yacimiento de petróleo presenta ciertas limitaciones.
En elpresento trabajo de investigación, se presentará el diseño de un permeámetro de carga constante y así determinar la variable de permeabilidad de una roca porosa o un medio arenoso, basándonos en el experimento que realizó el ingeniero Henry Darcy en el año de 1856.
A su vez, también se presentará gráficamente el diseño del permeámetro para visualizar detenidamente el funcionamiento de estedispositivo.
Objetivo
El objetivo del presente trabajo consiste en determinar el coeficiente de permeabilidad de un suelo a través de la creación y diseño de un dispositivo que mida dicho parámetro, basándose en el experimento de Darcy.
Marco Teórico
En el año de 1856 en la ciudad francesa de Dijon, el ingeniero Henry Darcy se interesó por los factores que influían en el flujo de agua através de materiales arenosos una vez le fue encomendada la misión de estudiar la red de abastecimiento de la ciudad. Para esto, debía diseñar filtros de arena con los cuales se purificara el agua.
Básicamente el experimento consistía en emplear un recipiente de sección constante llamado Permeámetro, por el cual se hace circular agua conectando uno de sus extremos un depósito elevado de nivelconstante. En el otro extremo se regula el caudal de salida mediante un grifo que en cada experimento mantiene el caudal también constante.
Con esto Darcy pudo encontrar que la tasa a la cual el agua fluye a través del medio poroso es directamente proporcional a la diferencia de altura entre los dos extremos del lecho filtrante, e inversamente proporcional a la longitud del lecho; es decir:
Q∝hA-hB y Q∝1L
El flujo es también proporcional al área perpendicular al escurrimiento, A.
Ec. 1
La ley de Darcy describe adecuadamente el flujo de fluidos monofásicos en medios porosos relacionándolos proporcionalmente con la diferencia de altura aplicada en tres factores:
* Un factor geométrico dado por la longitud y área del sistema poroso (L y A).
*Un factor que sólo depende del fluido: la Viscosidad dinámica ().
* Un factor que depende sólo del medio poroso: La Permeabilidad o Conductividad hidráulica (), pues es propio y característica de cada arena (más gruesa o fina, o mezcla de gruesa y fina, etc).
Por tanto la ecuación (1) se modifica a:
Donde (dh/dl) es conocido como el gradiente hidráulico. La cantidad dhrepresenta el cambio en la altura entre dos puntos situados muy cercanos, y dl es una distancia muy pequeña. El signo negativo indica que el flujo es en la dirección de la altura decreciente.
Método para la determinación de la conductividad Hidráulica
Existen diferentes métodos directos e indirectos para el cálculo de coeficiente K de permeabilidad según Darcy, en este informe solo mencionaremosalgunos métodos indirectos.
Métodos Indirectos para Determinación de K
Sedimentos de grano grueso y no consolidado son los mejores productores de agua subterránea que existen en la naturaleza.
Asimismo, arcillas son a menudo utilizadas en aplicaciones de ingeniería debido a su reducida permeabilidad intrínseca.
Rangos típicos de permeabilidad intrínseca y conductividad hidráulica paradistintos tipos de sedimentos no consolidados se presentan en la Tabla 3.1.
La permeabilidad intrínseca es una función del tamaño de los poros en el sedimento no consolidado. Mientras más pequeño es el tamaño de los sedimentos, más grande es el área superficial en contacto con el agua contenida en los poros. Este aumento en el área superficial provoca un incremento en la resistencia friccional...
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