不同条件下固液二相流在多孔隙介质内的分布规律及其影响研究
本文关键词: 分布规律 固液二相流 多孔介质 颗粒直径 迁移—沉积 出处:《北方工业大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:固液二相流入渗多孔介质的实例广泛存在于工业、农业、矿业和石油业等领域。随着近年来对环境问题的的关注,对该领域的研究越来越频繁,比如尾矿的渗漏,垃圾渗沥液的迁移污染,地下水回灌等领域均具有重要的应用价值及意义。本文以尾矿库矿浆排放过程中矿浆颗粒在库内沉积问题为背景,开展不同条件下固液二相流在多孔介质的分布规律试验研究,旨在获取多孔介质内入渗颗粒的沉积和分布规律,本文主要研究内容如下:(1)研究颗粒运动基本理论,多孔介质孔隙模型,多孔介质中颗粒的主要迁移-沉积模型以及当前对迁移-沉积模型所进行过的试验研究方式。(2)设计不同条件下固液二相流在多孔介质分布的实验装置及实验方案。研究多孔介质的壁面效应与介质孔隙通道平均直径的对应关系,并且进一步研究介质的直径与介质颗粒中值粒径比值Dt/DP对孔隙通道平均直径的影响,得到本实验壁面效应的大小。(3)开展试验探究不同因素下入渗颗粒在多孔介质的分布规律。通过设定差异的多孔介质颗粒粒径、入渗颗粒粒径以及颗粒浓度来研究:颗粒在多孔介质的瞬时沉积质量和总累计沉积质量在不同时间的对应关系;多孔介质段内部及上界面处颗粒沉积的最终质量分析;多孔介质各段中颗粒沉积强度和最终沉积质量分析;最终由多孔介质中颗粒沉积的不同现象进行分类总结,得出沉积分布规律。(4)设计正交试验研究多孔介质颗粒粒径、入渗颗粒粒径、水头高度、二相流浓度对多孔介质渗透性能改变程度影响。基于对流—弥散方程,采用饱和、均质的多孔介质中,颗粒在一维稳定渗流下的运输方程来推导多孔介质孔隙率随入渗时间的演化规律。
[Abstract]:Examples of solid-liquid two-phase flow infiltration porous media widely exist in industry, agriculture, mining and oil industry. With the attention to environmental problems in recent years, the research in this field is becoming more and more frequent. For example, the leakage of tailings, pollution of leachate migration, groundwater recharge and other fields have important application value and significance. The distribution of solid-liquid two-phase flow in porous media was studied under different conditions in order to obtain the deposition and distribution of infiltrated particles in porous media. The main contents of this paper are as follows: (1) the basic theory of particle movement and pore model of porous media are studied. The main migration-deposition models of particles in porous media and the current experimental study of migration-deposition models. The experimental device and scheme of solid-liquid two-phase flow distribution in porous media were designed under different conditions. The relationship between the wall effect of porous media and the average diameter of porous channel was studied. Furthermore, the influence of the ratio of medium diameter to medium particle median particle diameter (Dt/DP) on the mean diameter of pore channel is further studied. The size of the wall effect in this experiment. 3) to investigate the distribution of infiltration particles in porous media under different factors. By setting different particle size of porous media. To study the particle size and particle concentration: the relationship between the instantaneous deposition quality of particles in porous media and the total cumulative deposition quality at different times; Final quality analysis of particle deposition in the internal and upper interface of porous media segment; Analysis of particle deposition strength and final deposition quality in porous media; Finally, the different phenomena of particle deposition in porous media were classified and summarized, and the sediment distribution law was obtained. (4) orthogonal experiments were designed to study the particle size, infiltration particle size and water head height of porous media. The effect of two-phase flow concentration on the permeability of porous media was studied. Based on convection-dispersion equation, saturated and homogeneous porous media was used. The evolution of porous media porosity with infiltration time is derived by the transport equation of particles under one-dimensional steady seepage.
【学位授予单位】:北方工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O359;O357.3
【参考文献】
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,本文编号:1456539
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