Darcy-Gesetz (spezifischer Durchfluss) Calculator
Strömung einer Flüssigkeit durch ein poröses Medium.
Formula first
Overview
Das Darcy-Gesetz definiert den Zusammenhang zwischen der Durchflussrate einer Flüssigkeit durch ein poröses Medium und dem hydraulischen Gradienten. In der Hydrogeologie wird es hauptsächlich verwendet, um den spezifischen Durchfluss zu berechnen, auch Darcy-Fluss genannt, der das Wasservolumen darstellt, das pro Zeiteinheit durch eine Einheitsquerschnittsfläche fließt.
Symbols
Variables
v = Velocity (v), K = Hydraulic Cond., i = Gradient (i)
Apply it well
When To Use
When to use: Wende diese Gleichung an, wenn du laminare Strömung durch gesättigte Materialien wie Sand, Kies oder geklüftetes Gestein analysierst. Sie setzt stationäre Bedingungen voraus und ist am genauesten für Grundwassersysteme mit niedriger Fließgeschwindigkeit, bei denen die Reynolds-Zahl kleiner als 1 bis 10 ist.
Why it matters: Dieses Prinzip ist grundlegend, um die Bewegung von Grundwasser vorherzusagen, Wasserversorgungsbrunnen zu bewirtschaften und die Ausbreitung unterirdischer Schadstoffe zu verfolgen. Es ermöglicht Ingenieuren, wirksame Entwässerungssysteme zu entwerfen und die Stabilität von Erddämmen oder Böschungen zu beurteilen.
Avoid these traps
Common Mistakes
- Das negative Vorzeichen bei der Richtungsberechnung ignorieren.
- Convert units and scales before substituting, especially when the inputs mix m/s.
- Interpretiere die Antwort mit Einheit und Kontext; Prozentwert, Rate, Verhältnis und physikalische Größe bedeuten nicht dasselbe.
One free problem
Practice Problem
Ein sandiger Aquifer hat eine hydraulische Leitfähigkeit von 12 Metern pro Tag. Wenn der gemessene hydraulische Gradient zwischen zwei Beobachtungsbrunnen 0.005 beträgt, berechne den spezifischen Durchfluss in Metern pro Tag.
Hint: Multipliziere die hydraulische Leitfähigkeit mit dem hydraulischen Gradienten, um den spezifischen Durchfluss zu erhalten.
The full worked solution stays in the interactive walkthrough.
References
Sources
- Applied Hydrogeology, C.W. Fetter
- Groundwater, R.A. Freeze and J.A. Cherry
- Wikipedia: Darcy's law
- Freeze, R. Allan, and Cherry, John A. Groundwater. Prentice-Hall, 1979.
- Fetter, C.W. Applied Hydrogeology. 4th ed. Prentice Hall, 2001.
- University Hydrogeology — Porous Flow