Zastosowanie metod numerycznych do modelowania procesu filtracji grawitacyjnej

• Autorzy: Piekarski J.

Warianty tytułu

EN

Application of numerical methods to modelling of gravitational filtration process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono autorski program komputerowy "FILTRA", zrealizowany w środowisku DELPHI 2006, do modelowania procesu przepływu medium przez warstwę porowatą oraz procesu filtracji grawitacyjnej. Aplikacja składa się z szeregu modułów, będących oddzielnymi podprogramami. Pierwszy moduł odnosi się do analizy granulometrycznej i realizuje na podstawie danych wstępnych, obliczenia i wykres krzywej składu ziarnowego oraz średnic charakterystycznych, które w kolejnym kroku działania aplikacji, eksportowane są do kolejnego modułu, związanego z obliczeniami współczynnika filtracji oraz przepuszczalności. Natomiast wielkości obliczone w tym module, stanowią dane wstępne, w kolejnym module związanym z obliczeniami przepływu medium przez warstwę porowatą oraz procesem filtracji grawitacyjnej.

EN

The article presents the author's computer program "FILTRA" implemented in Delphi 2006 environment. To ensure the possibility of subsequent modification, the application consists of several modules, which are separate subprograms. The first module refers to the grain size analysis and implements on the basis of preliminary data, calculations and plot of the grain size curve and characteristic diameters, which in the next step of application, are exported to the next module associated with calculation of filtration and permeability coefficients. Next, values calculated in this module are preliminary data for next module associated with the calculations of flow through porous layer and the process of gravitational filtration. The computer program "FILTRA" is a modern tool for simulation and calculations of flow processes through porous layer and the gravitational filtration of suspension taking into account creation of socalled colmatation blockades. The application allows to calculate and present characteristics of porous filter layer by granulometric analysis, which result in presentation of coefficient of heterogeneity of grain size and characteristic diameters: dMo, dMe, d10, d20, d50, d60 and graphs. The program calculates the value of filtration coefficient K [m/s] using method of variable pressure and for control, using the calculated characteristic values, it calculates value of filtration coefficient K [m/s] on the basis of empirical equations according to Hazen, Krüger, Seelheim, Slichter and USBSC. This application, on the basis of filtration coefficient K [m/s], determined using method of variable pressure, and value of coefficient of dynamic viscosity miZ of suspension [Nźs/m2] and suspension density gz [kg/m3] calculates and presents value of permeability coefficient k [m2] and for control, on the basis of porosity of bed E0 [-] substitute diameter dz [mm] it calculates the value of permeability coefficient kC [m2] using empirical equation according to Kozena-Carman. The program allows to visualize changes in the value of filtration coefficient K [m/s], permeability coefficient k [m2], colmatated bed porosity ES [-] and colmatation coefficient n [-] depending on time of medium surface lowering tS [s]. The program performs the calculations and visualization of characteristic parameters, presented in the paper, concerning flow through porous layer and the suspension gravitational filtration taking into account the phenomenon colmatation blockades.

Słowa kluczowe

PL

filtracja grawitacyjna; metoda numeryczna; program komputerowy; FILTRA

EN

gravity filtration; numerical method; computer program "FILRA"

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Tom 13
• Strony: 315--331
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Piekarski J.

• Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• 1. Badowska-Olenderek K., Czyżewski J., Naumczyk J.: Laboratorium podstaw chemii. Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej. 2006.
• 2. Ciborowski J.: Inżynieria procesowa. WNT. Warszawa 1973.
• 3. Ives K. J.: Deep Bed Filtration – Theory and Practice. Filtration & Separation, 17, March-April 1980.
• 4. Khuzhayorov B. Kh.: Model of colmatation-suffosion filtration. Journal of Porous Media, Issue 2, No. 2. 1999.
• 5. Kowal A.: Odnowa wody – podstawy teoretyczne procesów. Podręcznik Politechniki Wrocławskiej. 1996.
• 6. Piecuch T.: Studium teoretyczne procesu filtracji grawitacyjnej wraz z informacją o aktualnych problemach gospodarki wodnej i ściekowej. Monografia Polskiego Towarzystwa Nauk o Ziemi. Częstochowa 1984.
• 7. Piecuch T.: Równanie Darcy jako podstawa analizy teoretycznej szczególnych przypadków procesu filtracji. Rocznik Ochrony Środowiska, Tom 11 2009.
• 8. Piekarski J.: Analiza geometryczna modelu procesu filtracji grawitacyjnej na różnych złożach przy zjawisku kolmatacji osadu. Monografia Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, Vol. 11. 2005.
• 9. Piekarski J.: Metody numeryczne w modelowaniu przebiegu procesu sorpcji. Monografia. Wydawnictwo Komisji Ekosfery PAN, Oddział w Gdańsku – Filia Szczecin. 2008.
• 10. Piekarski J.: Analiza wybranych parametrów kolmatacji w procesie filtracji grawitacyjnej. Rocznik Ochrony Środowiska, Tom 11 2009.
• 11. Piekarski J.: Investigations on colmatation during filtration process on the porous deposit. Polish Journal of Environmental Studies. 2009.
• 12. Rup K.: Procesy przenoszenia zanieczyszczeń w środowisku naturalnym. Podręcznik WNT. 2006.
• 13. Żurawski M., Skonieczny J., Koniecki A.: Współczynnik filtracji –zmodyfikowana metoda Kamieńskiego. Zeszyty Naukowe UAM. Poznań 1971.
• 14. Żużikow W.A.: Filtracja. Teoria i praktyka rozdzielania zawiesin. WNT. Warszawa 1985.