Carmen-Kozeny 공식의 기본 개념

1. 소개

Carmen-Kozeny 공식은 다porous 매체에서의 투과성을 나타내는 중요한 수식 중 하나입니다. 이 수식은 다양한 분야에서 사용되며, 특히 지하수 및 지반 엔지니어링 분야에서는 투과성 예측에 큰 역할을 합니다.

 

2. Carmen-Kozeny 공식의 기본 개념

Carmen-Kozeny 공식은 다porous 매체 내부의 porous structure를 고려하여 투과성을 계산하는 데 사용됩니다. 이를 통해 매체의 특성을 파악하고 예측할 수 있습니다.

2.1 공식 구성 요소

Carmen-Kozeny 공식은 다음과 같이 표현됩니다.

 

3. Carmen-Kozeny 공식의 활용

Carmen-Kozeny 공식은 지하수 흐름, 유동 매체의 특성 예측, 그리고 지반 엔지니어링에서의 토양 투과성 예측에 활용됩니다.

3.1 지하수 흐름 예측

Carmen-Kozeny 공식을 사용하여 지하수 내의 다porous 매체에서의 흐름을 예측할 수 있습니다.

3.2 토양 엔지니어링

지반 엔지니어링에서는 Carmen-Kozeny 공식을 통해 토양의 투과성을 예측하여 공사의 안정성을 평가할 수 있습니다.

 

4. Carmen-Kozeny 공식 예제

가정:

입자의 평균 지름 (d): 0.1 mm porosity (ϵ): 0.4 Carmen-Kozeny 공식을 사용하여 투과성 (K)을 계산하는 예제: ​

 

여기서 C는 Carmen-Kozeny 상수로, 보통 5에서 10 사이의 값입니다.

 

5. 결론

Carmen-Kozeny 공식은 지반 및 다porous 매체의 투과성을 예측하는 데 중요한 도구로 사용됩니다. 이를 통해 지하수 및 지반 엔지니어링 분야에서 정확한 예측과 안정적인 설계를 수행할 수 있습니다.

 

 

Carmen-Kozeny 공식

Darcy - Weisbach 공식에서 유도된 것이다.

HL = f₁(L/Ød)[(1-e)/e³](Vs²/g)

f₁= 150[(1-e)/Re] + 1.75

Re = Ø[(ρ-Vs x d) / μ]

여기서,

f₁: 마찰 계수

Ø : 입자의 형상 계수(shape facter)

(구형 입자는 1, 가루 상태의 석탄 0.73, ottawa 모래 0.95, 둥근모래 0.82이다.)

Vs : 접근 유속(V x e)

V : 여과지를 흐르는 물의 유속

e : 모래층의 공극률

Re : Reynolds 수