Eksperymenty potwierdzające możliwość likwidacji wodoprzepuszczalności ośrodków porowatych w warunkach przepływu ze swobodnym zwierciadłem

• Autorzy: Broda K.W.

Warianty tytułu

EN

Experiments confirming the possibility of water permeability removal in porous media in free surface flow conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejsza publikacja dotyczy badań, o wartościach aplikacyjnych, przepływu zawiesin przez ośrodki porowate z ich równoczesną wymianą z ośrodka ciekłego do stałego w warunkach swobodnego zwierciadła. Celem publikacji jest wykazanie możliwości likwidacji wodoprzepuszczalności ośrodków porowatych metodą kolmatacji ze swobodnym zwierciadłem. Badania tego procesu przeprowadzono na oryginalnym stoisku eksperymentalnym przedstawionym na rysunkach 1 i 2. Ośrodek porowaty modelowano wąską klasą ziarnową szklanych kulek balotiny ułożonych maksymalnie jednorodnie. Stoisko to zapewniało stały poziom zwierciadła wody nad ośrodkiem porowatym i pomiar wydatków przepływu wraz z iniekcją w dowolnym miejscu ośrodka porowatego. Zawiesina wprowadzana była do ośrodka na dwa sposoby: z równą i większą wartością od jednostkowego wydatku przepływu czystej wody. W trakcie prowadzonych badań obserwowany był i dokumentowany fotograficznie przepływ zabarwionej cieczy przez ośrodek porowaty. Na podstawie uzyskanych obrazów rozpływów cieczy z barwnikiem (i zdobytego w ten sposób doświadczenia wykonane zostały badania z zastosowaniem czynnika kolmatującego. Zawiesinę kolmatacyjną zatłaczano do ośrodka porowatego z zastosowaniem pompy infuzyjnej lub za pomocą systemu przelewów. Pierwsza metoda zatłaczania doprowadza do szybkiego zakolmatowania strefy przyiniekcyjnej. W drugiej metodzie pierwotna struga rozszerza się w górnej partii, doprowadzając do typowego dla tego przepływu kształtu wrzeciona.

EN

In this paper the possibility of applying the flow of suspensions through porous media is discussed. The suspension undergoes the exchange from the liquid to the solid medium under the condition of free surface. The aim of this investigation is to show how to limit or stop the permeability of water in porous media using the colmatage method with free surface. Figs 1 and 2 present the experimental stand used for the research. Grains in this porous medium were of narrow class of balotine packed in a maximum homogeneous way. The unchanging water level over the porous medium was ensured together with the measurement of flow discharge with introduced the colmatant injection in an arbitrary medium place. The suspension was introduced into the medium in two ways, i.e. with an equal or greater value than the unitary flow discharge of clear water. The flow of coloured liquid through the porous medium was watched and photographed. Basing on the spreading of the coloured liquid shown in the photographs taken and on the experience gained, the research using the colmatant factor was made. The colmatant suspension was forced into the porous medium using the infusion pump or overflow system. When the first method is applied, the guide process of colmatage of the near-injection zone takes place. In the other method the primary stream widens in the upper part of the medium taking the shape of a spindle typical of this kind of flow.

Słowa kluczowe

PL

ośrodek porowaty; wodoprzepuszczalność

EN

porous medium; water permeability

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Górnictwo i Geoinżynieria
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 28, z. 2
• Strony: 47--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Broda K.W.

• Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• [1] Bear L.; Dynamics of Fluid in Porous Media. New York, Dover Publications Inc. 1988
• [2] Broda K: Rozkład ciśnienia w ośrodkach porowatych jednorodnych przy przepływach z kolmatacją. AGH Kraków, Wydział Górniczy 1992 (praca doktorska)
• [3] Broda K.: Badania eksperymentalne zjawiska kolmatacji jako procesu doprowadzającego do likwidacji wodoprzepuszczalności ośrodków porowatych. Konferencja Naukowo-Techniczna ,,Zabezpieczenie i rewitalizacja podziemnych obiektów zabytkowych". Kraków-Bochnia, 21-22 września 2001, 89–99
• [4] Herzig J.P., Leclerc D.M., Le Goff P.: Flow of Suspensions through Porouş Media - Application to Deep Filtration. Industrial and Engineering Chemistry, 62, 5, 1970, 8-35
• [5] Trzaska A.: New Kinetics Equations of the Colmatage Process and Their Application. Archiwum Górnictwa, 17,4, 1972, 361-384
• [6] Trzaska A.: The Effect of Colmatage on the Porosity of Heterogeneous Porous Media. Archiwum Górnictwa, 28, 1, 1983, 3-11
• [7] Trzaska A.: The Distribution of Pressure During the Flow with Colmatage Through Heterogeneous Porous Media. Archiwum Górnictwa, 31, 1, 1986, 175-183
• [8] Trzaska A.: On Researches of the Colmatage. Archiwum Górnictwa, 34, 3, 1989, 529-541
• [9] Trzaska A., Broda K.: Comparison of The Actual Course of Colmatage with Its Theoretical Description. Archiwum Górnictwa, 36, 4, 1991,325–332
• [10] Trzaska A., Broda K., Filek K.: Experimental Research of the Influence of the Colmatage Process on Pressure Distribution and Variability of Flow Discharge and Flow with Free Surfaces. Archives of Mining Sciences, 44, 4, 1999, 531-532
• [11] Trzaska A., Broda K.: Possibility of Determining Colmatage Parameters and Functions Basing on the Theory of Colmatage and Experiment. Archives of Mining Sciences, 45, 4, 2000, 527-542
• [12] Trzaska A., Broda K., Rapacz R.: O możliwości ograniczenia dopływu wód do wyrobisk górniczych. Górnictwo, 25, 2, 2001, 41-48
• [13] Trzaska A.: Przepływy z wymianą masy i pędu, kolmatacja jako narzędzie służące ograniczeniu przepływu wód przez ośrodki porowate. Konferencja Naukowo-Techniczna ,,Zabezpieczenie i rewitalizacja podziem nych obiektów zabytkowych”. Kraków-Bochnia 21–22 września 2001, 403–409