达西定律实验

1、水力学及流体力学实验仪系列产品DXY型达西定律实验仪仪器编号：北京新华教仪科贸华同丰(北京)科技达西定律实验一、 实验目的1. 测定渗透砂体的渗透量与水头损失的关系，验证渗流的达西定律。2. 测定均质砂的渗透系数K值;二、 实验设备设备由水泵、供水箱、存水箱及升降装置构成供水系统。实验箱内装均质砂，底部及砂体的上外表各装一块滤板，中部设二个多孔测压管测定渗流水头损失。用体积法测流量。 1水泵 2升降定位手柄3供水箱 4供水箱溢流槽5供水调节阀 6排气软管 7测压管 8实验箱溢流槽9实验箱 10多孔测压管11转向阀 12计量箱13存水箱 14泄流槽15泄水阀 16供水阀*实验前请用地脚螺丝调平实

2、验台三、 实验原理及计算式 液体在孔隙介质中流动时，由于粘滞性作用将会产生能量损失。达西Henri Darcy在1852-1855年间通过实验，总结出渗流能量损失与渗流速度成一次方的线性规律，后人称为达西定律。 由于渗流速度很小，故速度水头可以忽略不计。因此总水头H可用测管水头h来表示，水头损失hw可用测管水头差来表示，即 于是，水力坡度J可用测管水头坡度来表示：式中，L为两个测压管孔之间的距离，h1与h2为两个测压孔的测管水头。 达西通过实验，得到实验圆筒内渗流量与圆筒断面积A和水力坡度J成正比，并和土壤的透水性有关，所建立根本关系式如下：QKAJ v=Q/A=KJ式中，v为渗流简化模型的断

3、面平均流速，系数K为反映孔隙介质透水性能的综合系数，称为参透系数。 实验中的渗流区为一圆柱形的均质砂体，属于均匀渗流，可以认为各点的流动状态是相同的，任意点的渗流流速u等于断面平均渗流流速，因此达西定律也可以表示为：u= v= KJ 上式说明，渗流的水力坡度，即单位距离上的水头损失与渗流流速的一次方成正比，因此称为渗流线性定律。 Darcys Law 是描述以粘滞力为主、雷诺数 Re< 110的层流状态下的地下水渗流根本定律，指出渗流速度V与水力坡度J成线性关系，V=KJ，或Q=KAJ，又称线性渗透定律。它反映了渗流场中的能量守恒与转换定律。渗流雷诺数Re：雷诺数Reynolds num

4、ber 是判断水流呈层流和紊流状态的指数。其值为圆管内惯性力与粘滞力的比值，与地下水渗透速度v、含水介质颗粒平均粒径de呈正比，与地下水运动粘滞系数呈反比，即Re =v de / 。 渗流雷诺数用以下经验公式求：式中，de为砂样有效粒径、n为孔隙率。为实验筒断面平均流速，为水的运动粘性系数.四、 实验步骤实验前一天先将实验箱内加满水，让水浸透实验箱内的全部砂体，排除实验箱内的全部气体做好实验前准备工作。1. 记录有关常数。将供水箱升到高位。置转向阀出口于量水箱泄水侧。2. 启动水泵、开供水调节阀，排除实验箱内的全部气体前方能进行实验。用调节供水箱高度的方法来改变流量，通常流量由大到小顺次进行。

5、实验时供水箱一定保持少量的溢流，确保供水水头的恒定。3. 实验：先使量水箱测管读数的初水位在2cm左右并记录； 将转向阀的出口拨向量水箱，同时按动秒表记时，读测压管 读数，当量水箱水位到达所需高度时，将转向阀的出口拨到 泄水槽，再次按动秒表； 记录时间、量水箱测管读数的终水位、水的温度； 下移供水箱，用同样的方法测量约15组数据, 测量的最小压 差h1。 整个实验均保持供水箱有少量溢流，待水流稳定后进行量测。开始及终了各测水温一次取其平均值。实验完毕关水泵。五、 考前须知1. 在实验前要浸透圆筒内的砂体。2. 实验时实验箱内的气体要排除干净，当Q为0时，两测压管内的水面保持水平。六、实验记录

6、仪器编号： 有关常数：筒径D14.6， 测压管间距L20， 量水箱面积F 2 砂粒有效粒径de=0.8， 空隙率n=0.418, 渗透水温t= , 记录表格： 实验记录表格测次测压管读数量水箱测管读数时间h1(cm)h2(cm)H1(cm)H2(cm)t(s)123456789101112131415七、成果要求：实验报告 实验结果计算表格测次渗流水头损失hwh(cm)渗流量Q(c m3/s)水力坡度J = h w / l流速( cm / s)V = Q / A渗透系数K = v / J ( cm /s)123456789101112131415 旅游与环境学院?水文水资源学?实验报告实验名称

7、：达西定律实验实验人： 实验日期：一、实验目的 1、测定渗透砂体的渗透量与水头损失的关系，验证渗流的达西定律。 2、测定均质砂的渗透系数K值;二、实验设备：DXY型达西定律实验仪三、实验原理：四、实验步骤：五、实验记录： 仪器编号： 有关常数： 筒径D14.6， 测压管间距L20， 量水箱面积F 2 砂粒有效粒径de=0.8， 空隙率n=0.418, 渗透水温t= , 运动粘性系数v= 2/s。 记录表格： 实验记录表格测次测压管读数量水箱测管读数时间h1(cm)h2(cm)H1(cm)H2(cm)t(s)123456789101112131415六、实验结果： 一计算各组次的hw(h)、v、J、K。 实验结果计算表格测次渗流水头损失hwh(c