Paritian

Ciências

Calculadora da Lei de Darcy (Escoamento Subterrâneo, Velocidade de Percolação, Tempo de Percurso)

Caudal de água através de solo ou rocha a partir da condutividade hidráulica, da diferença de carga e do comprimento do percurso, com a velocidade real de percolação e o tempo que um marcador demora.

Resultados

Caudal através da secção 10,00 m³/day
Gradiente hidráulico 0,0200
Fluxo de Darcy (caudal específico) 0,200 m/day
Velocidade de percolação (a de um marcador) 0,800 m/day
Tempo de percurso ao longo de todo o trajeto 125,0 day
Como varia
Caudal através da secçãoDiferença de carga entre as duas extremidades 0,0 – 4,0. Caudal através da secção: 0 → 20Caudal através da secção051015200,01,02,03,04,0Diferença de carga entre as duas extremidades (m)

A linha tracejada marca o valor que escreveu.

O que faz esta ferramenta

Henry Darcy descobriu em 1856 que o escoamento na areia é proporcional à perda de carga e inversamente proporcional ao comprimento, e a constante é a condutividade hidráulica K. O fluxo de Darcy é o caudal a dividir por toda a secção, mas a água só se move nos poros, por isso a velocidade real de percolação é maior no fator da porosidade efetiva: um fluxo de 0,2 m/dia num solo com 25 % de porosidade efetiva quer dizer água que se move 0,8 m/dia. A lei vale para escoamento lento e suave, o que serve a areias e siltes mas não a fraturas abertas ou cascalho grosso com gradientes fortes.

Fórmula

Q = K A Δh ÷ L · i = Δh ÷ L · q = K i · v = q ÷ nₑ · t = L ÷ v

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
kCondutividade hidráulica Km/day
aÁrea da secção do escoamentom²
dhDiferença de carga entre as duas extremidadesm
lComprimento do percurso do escoamentom
nePorosidade efetiva%
QCaudal através da secçãom³/day
IGradiente hidráulico—
QQFluxo de Darcy (caudal específico)m/day
VVelocidade de percolação (a de um marcador)m/day
TTempo de percurso ao longo de todo o trajetoday

Exemplo resolvido

  • Condutividade hidráulica K10 m/day
  • Área da secção do escoamento50 m²
  • Diferença de carga entre as duas extremidades2 m
  • Comprimento do percurso do escoamento100 m
  • Porosidade efetiva25 %
  • Caudal através da secção10,00 m³/day
  • Gradiente hidráulico0,0200
  • Fluxo de Darcy (caudal específico)0,200 m/day
  • Velocidade de percolação (a de um marcador)0,800 m/day
  • Tempo de percurso ao longo de todo o trajeto125,0 day

Limitações

  • A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
  • Os valores por defeito são referências típicas e não medições da sua situação. Substitua-os pelos seus próprios dados sempre que os tiver.