Llei de Darcy

La llei experimental de Darcy o Llei de Darcy va ser establerta per Henry Darcy. És especialment útil per calcular els escorriments subterranis d'aigua o un líquid, verticalment a través del sòl cap a la capa freàtica per exemple, o a través d'un medi porós. En hidràulica i edafologia serveix per calcular els coeficients de percolació, o de circulació horitzontal o vertical de l'aigua, segons la massa d'aigua present en superfície o en un medi hidròfil.

Esquema de l'equip usat per Darcy pels seus assaigs a càrrega constant en el càlcul de la permeabilitat
Cilindre inclinat ple de sorra, travessat per l'aigua usat per demostrar la Llei de Darcy

Aquesta llei relaciona matemàticament l'escorriment estacionari d'un fluid incompressible caracteritzat per una viscositat "μ" a través d'un medi porós caracteritzat per una permeabilitat "K", permet especialment mesurar, modelitzar el rendiment d'aigua que es pot escorre per gravetat o capil·laritat a través d'un sòl o un material porós de secció A i llargada L.

Descriu el fenomen físic següent: com més important sigui la capa d'un líquid més ràpidament percolarà en el medi. Aquesta percolació serà cap avall per acció de la gravetat però també cap a totes les direccions per la capil·laritat segons les característiques del medi.

La llei de Darcy s'expressa per la fórmula següent :

també es pot escriure:

amb :

  • Q : cabal (m³/s).
  • K : la conductivitat hidràulica o coeficient de permeabilitat (m/s).
  • A : la superfície de la secció estudiada (m²)
  •  : El gradient hidràulic (i = Δh/L), o Δh és la diferència d'altures piezomètriques, L és la llargada de la mostra.
  •  : la diferència de pressió hidroestàtica

BibliografiaModifica

  • GUYON, E., HULIN, J.P., PETIT, L., MITESCU, C.D. Physical hydrodynamics, Oxford University Press, Oxford, (2001)
  • Henry Darcy, Les fontaines publiques de la ville de Dijon, V. Dalmont, Paris, (1856)
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Llei de Darcy