达西定律失效并不是说多孔介质中发生了紊流,因为多孔介质的孔道直径太小,发生紊流的可能性极小。事实上,达西定律失效的主要原因是由于层流条件下惯性损失大所致,实验也证实了这一点。
层流是流动形式中的一种,三种流动形式可以定义为:低流速的层流,中流速的惯性流,高流速的湍流。
在研究流体在多孔介质中渗流是否服从达西定律时,采用雷诺数Re这一准数,当雷诺数达到一定值以后,达西定律失效。由流体力学知识可知:
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式中,ρ为液体的密度,kg/m3 ;μ为流体的粘度,Pa ·s;d为多孔介质孔道的水力直径,m;vt为液体渗流的真实速度,m/s。