Escoamento

PHD 2305

Hidráulica Geral III

Escoamento em Meios Porosos
1. Introdução
A palavra infiltração indica, em geral, o conjunto de fenômenos de movimento de um fluido através de um meio permeável ou poroso, por exemplo, um meio constituído pelos grãos de um terreno arenoso ou argiloso.
Os movimentos de fi ltração são frequentes na Engenharia Civil, podendo-se citar os que ocorrem através de: barragens de terra ou de

enrocamento, solos naturais nas

circunvizinhanças de poços freáticos e artesianos e filtros das estações de tratamento de água para abastecimento público.
Devido à extrema complexidade do sistema de condutos formados pelos vazios de um meio poroso por onde o fl

uido se m ovimenta não é conveniente o uso de um

tratamento microscópio para descrever tal

movimento. É preferível descrever-se o

movimento no seu aspecto global, em termos de grandezas médias .

2. Tratamento Analítico
A cada ponto do meio poroso associa-se uma COTA PIEZOMÉTRICA h definida por:

p h=z+ ρ g Equação 75

Onde:
!"z

cota geométrica

!"p pressão
!"ρ massa específica do fluido
!"g aceleração gravitacional
Algumas definições fazem-se necessárias neste ponto:
!"POROSIDADE n: é a razão entre o vol ume de poros ∀p e vol ume total de uma amostra de um meio poroso, isto é:

n=
Laboratório/Meios Porosos

∀p
∀

Equação 76

1

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Hidráulica Geral III

!"VELOCIDADE

DE

FILTRAÇÃO V: é a razão entre a vazão Q do fl uido e a área A

normal à direção do movimento, ou seja:

V=
!"VELOCIDADE MÉDIA EFETIVA Vm:

Vm =

Q

Equação 77

A
V

Equação 78

ns

onde ns = Ap /A, sendo Ap a área de poros que existe em A.
Quando um movimento de fluido através de um meio poroso é laminar e na direção
S, o escoamento é governado pela lei de Darcy:

V=K

dh ds Onde K, que tem dimensão LT-1, é denominado

Equação 79
COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE

e

é constante para cada meio poroso fixado.
A Equação