Лабораторна робота №4. Розрахунок коефіцієнта фільтрації за емпіричними формулами

Розрахунок коефіцієнта фільтрації за емпіричними формулами.

Мета роботи:

студенти повинні оволодіти наступними вміннями:

- використовуючи всі параметри, встановлені лабораторними методами, визначити водні властивості гірської породи;

- вміти розрахувати коефіцієнт фільтрації за різними формулами;

- проаналізувати отримані результати і оцінити якість параметрів, отриманих у попередніх роботах;

- порівняти коефіцієнти фільтрації, розраховані за різними формулами і визначити формулу, яка може бути використана для досліджуваної гірської породи.

Завдання на підготовку до лабораторної роботи

Методи визначення коефіцієнта фільтрації поділяють на три групи: розрахункові (емпіричні), лабораторні і польові.

Розрахункові методи засновані на даних гранулометричного складу і фізичних властивостей гірських порід. Використовуючи цю залежність, багато авторів одержують емпіричні формули для розрахунку коефіцієнта фільтрації.

В основі цих методів лежать спостережені залежності між пористістю, проникністю, неоднорідністю і т.д.

Емпіричні формули - звичайно невисокої точності, використовують-ся лише для попереднього розрахунку коефіцієнта фільтрації гірських порід.

Слід зазначити, що розрахункові формули застосовуються у визначених межах (для порід із визначеним діапазоном діаметра часток, однорідних, неоднорідних і т.д.).

Частише вживають деякі емпіричні формули, яки приведені нижче:

1. Формула Хазена:

(5.1)

де: К - коефіцієнт фільтрації, м/добу;

d²₁₀ - ефективний діаметр породи, мм;

t⁰ - температура води, ⁰С;

С - емпіричний коефіцієнт, розмір якого залежить від пористості:

(5.2)

де: n -пористість, %.

Формула Хазена використовуеться для пісків із діючим діаметром від 0,1 до 3,0 мм і коефіцієнтом неоднорідності менше 5.

2. Формула Сліхтера

(5.3)

де: k - коефіцієнт фільтрації, м/добу;

М - коефіцієнт, що залежить від пористості і визначається за таблицею, складеною Сліхтером (табл.5.1);

ефективний діаметр, мм;

- коефіцієнт в’язкості, що залежить від температури води (табл.5.2)

Таблиця 5.1 - Залежність параметра М від пористості.

n	M	n	M	n	M
0.26	0. 1187	0.34	0. 2878	0.42	0. 5789
0.27	0. 1350	0.35	0. 3163	0.43	0. 6267
0.28	0. 1517	0.36	0. 3473	0.44	0. 6776
0.29	0. 1694	0.37	0. 3808	0.45	0. 7295
0.30	0. 1905	0.38	0. 4154	0.46	0. 7838
0.31	0. 2122	0.39	0. 4254	0.47	0. 8455
0.32	0. 2356	0.40	0. 4922	0.48	0. 9169
0.33	0. 2601	0.41	0. 5339	0.49	0. 9985

Таблиця 5.2 - Залежність параметра від температури води (t⁰ )

t0
	0. 0178
	0. 0131
	0. 0101

Формула Сліхтера застосовна для гірських порід з ефективним діаметром від 0,01 до 5,00 мм, звичайно для средньозернистих і частково грубозернистих пісків.