Oznaczenie współczynnika filtracji skał.
Tabela nr 1
Paweł Piegza Kraków, 26.10.2009r
Dariusz Paściak
rok II IŚ gr 3/1, zespół 3
Sprawozdanie nr 1
Temat: Oznaczanie współczynnika filtracji skał (ćwiczenie 11-5)
1.Cel ćwiczenia:
Określenie współczynnika filtracji przy przepływie przez nią wody.
2.Podstawowe pojęcia:
Współczynnik filtracji – kf przy danej temperaturze określany jest stosunkiem objętości przepływu Q do pola przekroju próbki prostopadłego do kierunku przepływu S oraz czasu przeplywu τ i spadku hydraulicznego i wyrażanego różnicą wysokości słupów cieczy ∆h lub różnicą ciśnienia ∆p na drodze L :
$$k_{f} = \frac{Q}{S \times \tau \times i}\text{\ \ \ }\frac{m}{s}$$
Praktycznie współczynnik filtracji przy przepływie wody określa jej prędkość przepływu w odniesieniu do całego przekroju próbki skalnej przy i=1. Podana zależność (wzór podany wyżej) jest słuszna dla ruchu laminarnego i tylko dla ustalonej temperatury, z którą związana jest lepkość wody i porowatość.
W zależności od wartości współczynnika filtracji skały dzielimy na:
Dobrze przepuszczalne kf > 1000 m/dobę
Średnio przepuszczalne 10 m/dobę =< kf =< 1000 m/dobę
Słabo przepuszczalne 0,1 m/dobę =< kf =< 10 m/dobę
Nieprzepuszczalne kf < 0,1 m/dobę
Spadek hydrauliczny (I) – różnica wysokości hydraulicznej (Δh) miedzy dwoma punktami na jednej linii prądu (na kierunku maksymalnego spadku) w warstwie wodonośnej, przypadająca na jednostkowo odległość miedzy tymi punktami (L) $I = \frac{\text{Δh}}{L}$
Średni spadek hydrauliczny – spadek wysokości hydraulicznej w kierunku prostopadłym do powierzchni przekroju przypadający na jednostkę drogi filtracji
3. Przebieg ćwiczenia:
Badanie przeprowadzone zostało na aparacie ZWK II. Do pierścienia została wsypana próbka w postaci piasku drobnoziarnistego. Po wykonaniu niezbędnych pomiarów tj. wysokość próbki, jej średnicy,
powierzchni przekroju, temperatury wody i ustaleniu czasu przepływu wody przystąpiono do wykonania ćwiczenia.
Dokonano 10 pomiarów przepływu wody, przy zachowaniu stałego spadku hydraulicznego, po 5 odpowiednio przy przepływie z dołu do góry i z góry do dołu.
Następnie, po uśrednieniu wyników objętości wody przepływającej przez próbkę i podstawieniu odpowiednich zmierzonych wcześniej wartości do wzoru otrzymano wynik końcowy w postaci współczynnika filtracji, co należało dokonać w tym ćwiczeniu.
Wszystkie wartości zostały podane w Tabeli nr 1 dołączonej do sprawozdania.
4. Wnioski:
- różnice w wartościach dla przepływu wody z góry na dół i z dołu do góry są spowodowane tym że próbka pobrana została poprzez sypanie do pierścienia co naruszyło jej naturalna strukturę i zmieniło prawidłowy przepływ medium
- współczynnik filtracji mieści się w wartościach tablicowych
- niedokładne odczytanie pomiarów zarówno przepływającej wody jak i różnicy poziomów jej w obu zbiornikach, połączone z możliwością złego zagęszczenia próbki, dało przypuszczalne wyniki opatrzone błędem.