Негізгі әдебиеттер: 1.[40-74]
Бақылау сұрақтары:
Тау жыныстарының механикалық параметрлерін атап көрсетіңіз.
Тау жыныстарына кернеудің қандай түрлері әсер етеді?
Жартасты, байланысқан және жеке-түйіршікті жыныстардың паспорттарының айырмашылығының ерекшеліктері.
№ 13 Дәріс
Жыныстағы сұйықтар мен газдардың қозғалысы
Аннотация: Сұйықтар мен газдар жыныстағы жарықшақтар мен кеуектіктер арқылы қозғала алады. Жыныстың, өзі арқылы флюндтерді өткізу қасиеті, оның өткізгіштігі деп аталады.
Кілт сөздер: Сұйықтар мен газдар, коэффициент, Капилляр кеуектік, Субкапилляр кеуектер
Жоспар:
1.Сұйықтар мен газдар жыныстағы жарықшақтар мен кеуектіктер.
2.Физикалық өткізгіштік.
Әдістемелік нұсқау
Сұйықтар мен газдар жыныстағы жарықшақтар мен кеуектіктер арқылы қозғала алады. Жыныстың, өзі арқылы флюндтерді өткізу қасиеті, оның өткізгіштігі деп аталады.
Өткізгіштік физикалық (абсолютты) және фазалық (тиімді) болып бөлінеді.
Физикалық өткізгіштік - жыныс арқылы біртекті сұйықтық пен газдың сүзілген кезіндегі өткізгіштік. Фазалы өткізгіштік - әр текті сұйықтықпен қаныққан жыныстың, оның жеке-жеке фазаларын өткізу қабілеті.
Өткізгіштік шамасы Дарси тендеуінен шығатын өткізгіштік коэффициенті kөт арқылы беріледі. Ол бойынша, жыныс үлгісінде қашықгығын Δl өткен сұйықтықтың Q (м2) мөлшері былайша анықталады:
(13.1)
мұндағы ΔР - сүзілу жанындағы қысымның төмендеуі, Па;S - үлгінің көлденең қимасының ауданы, м2; t - сүзілу уақыты, с; η сұйықтың тұтқырлығы, Па··с.
(6.7) тендеуінен шығатыны
(13.2)
Өткізгіштік коэффициентінің өлшем бірлігі - м2.
Өткізгіштіктің практикалық өлшем бірлігі дарси (Д) - ауданы 1 см2, ұзындығы l см жыныс үлгісі арқылы 9,8··104 Па қысыммен, 1 с уақытта, тұтқырлығы 10-3Па··с, 1 см3 сұйықтың өткендегі өткізгіштік шамасы. Бұл кезде 1Д=1,02-12м2
Тау-кен өндірісінде басқа шама - сүзілу коэффициенті kс— кең қолданылады. Ол сұйық пен газдың жыныс арқылы сүзілу жылдамдығы:
(13.3)
Сүзілу коэффициенті Қ, судың ағынын есепке алмайды. kс және kөт шамаларын салыстыру, олардың арасында, судың сүзілу жағдайыңда келесідей байланыс болатының көрсетеді: 1Д= 1см/с=864м/сут.
Сүзілу коэффициентінің шамасы бойынша жыныстар келесі топтарға бөлінеді: суға төзімді (kс <0,1м/сут), әлсіз өткізгіш (0,1м/сут kс10м/сут), орташа өткізгіш (10м/сут kс 5м/сут) және жеңілөткізгіш (kс >1000м/сут).
Су өткізгіштік негізінен кеуек мөлшерінен, олардың жыныстағы жалпы көлемінен және кескін үйлесімімен байланысты: кеуектер сүзілуші сұйықтықтардың көлемін, ағыс жолын және қозғалуына кедергі жасайтын үйкеліс күштерін анықтайды. Жалпы жағдайда өткізгіштік жыныстың кеуектілігінің өсуімен артады, бірақ бұл байланыстан ауытқушылық та байқалады. Шамамен кеуектердің kөт орташа диаметрінің d айтарлықтай әсері бар. Бұл Пуазел заңынан шығарылған теңдеуден де көрінеді:
(13.4)
мұндағы Р - кеуектілік, дара бірлік; Ти - кеуек жолдарының тереңділігі Ти=l/l0; l және l0- кеуек жолы мен үлгі ұзындығы.
Жоғарыкапиллярлы кеуектер сұйықтықтарды салмақ күшінің немесе қысымның әсерімен гидродинамикалық қарапайым заңдылықтары бойынша өткізеді.
Капилляр кеуектіктерде сұйықтардың қозғалысы капиллярлық тартылыс күштерінің әсерінен болады. Қысымның әсерінен сұйықтық капиллярда тек қысым молекулалық тартылыс күштерінен асып кеткен жағдайда ғана қозғалады.
Субкапилляр кеуектер сұйықтықты өткізбейді. Сондықтан да саздар кеуектілігінің жоғары екендігене (50% және одан жоғары) қарамастан суға төзімділерге жатады. Ондағы барлық су байланысқан күйде болып, гравитациялы судың қозғалуына кедергі жасайды. Және керісінше, жартасты жыныстардың кеуектілігі аз болғанымен, өткізіштігі жоғары. Бұл жыныстарда гранула аралық және жарықшақты өткізгіштер деген болады және соңғысының шамасы үлкен болып келеді. Мысалы, тақтатастардың, әктастардың, доломиттің және т.б. жарықшақты өткізіштігі (1,5-4,0)-10-14 м2 (40 мД-ге дейін) аралығында болса, гранула аралық 10-16 м2- қа жетеді (0,1 мД).
Жарықшақты өткізгіштік коэффициенті мына формула арқылы есептеледі kөт.ж
(13.5)
мұндағы b - жарықшақтардың ашылу шамасы, м; Рж - жарықшақты кеуектілік. Жарықшақтардың ашылуы, негізінде (14-15)· 10-6 м аралығында болғандықтан
(13.6)
Қабатты жыныстарда су өткізгіштіктің анизотропиясы өзіне лайық: бойымен өткізгіштік қабаты көп, перпендикуляр бағытына қарағанда.
Борпылдақ жыныстардың су өткізгіштігіне олардың минералдық құрамы да әсерін тигізеді. Жақсы біріккен минералдар суды баяу өткізеді, себебі басқа сондай жағдайларда нашар біріккен минералдарға қарағанда, кеуектіктілердің шамасы аз болады. Су жақсы жұғатын минералдардан құралған жыныстар арқылы жақсы өтеді.
Жыныста газдар айналымы болған жағдайда, газ өзкізгіштік түсінігін қолданылады: газ өткізгіштіктің физикалық мәні су өткізгіштікпен бірдей.
Достарыңызбен бөлісу: |