Закон Дарси описывает фильтрацию жидкости через пористые среды и является основополагающим в гидравлике и нефтегазовой гидромеханике. Однако его применимость ограничена определенными условиями. Давайте рассмотрим основные факторы, которые могут влиять на верхнюю границу применимости этого закона:

• Возрастание силы вязкого трения при увеличении скорости фильтрации: При низких скоростях фильтрации вязкие силы доминируют, и закон Дарси работает хорошо. Однако с увеличением скорости фильтрации вязкие силы становятся менее значительными по сравнению с инерционными, что приводит к нарушению условий, при которых закон Дарси остается актуальным.
• Проявление инерционных сил при высоких скоростях фильтрации: Это один из ключевых факторов. Когда скорость фильтрации увеличивается, инерционные силы начинают играть значительную роль, и закон Дарси перестает быть применимым. В этом случае необходимо использовать более сложные модели, учитывающие инерцию.
• Взаимодействие флюида с твердым скелетом пористой среды: Это взаимодействие также может влиять на фильтрацию, но в контексте закона Дарси оно не является основным ограничивающим фактором. При высоких скоростях взаимодействие может изменяться, но не так существенно, как инерционные силы.
• Турбулизация течения: При высоких скоростях фильтрации может возникать турбулентное течение, что также нарушает условия применимости закона Дарси. В турбулентном режиме движения флюид не подчиняется линейным законам вязкого течения.
• Раскрытие трещин при увеличении перепада давления: Этот фактор может влиять на проницаемость пористой среды, но в большей степени это связано с изменениями в структуре среды, чем с самим законом Дарси.

Таким образом, наиболее значимым фактором, ограничивающим применимость закона Дарси, является проявление инерционных сил при высоких скоростях фильтрации. При этом важно учитывать, что в реальных условиях часто взаимодействуют сразу несколько факторов, и для точного моделирования фильтрации могут потребоваться более сложные подходы.