The pressure pumping of mixture through a closed two-dimensional porous domain with clogging
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2018-3-14-23Keywords:
transport in porous media, clogging, filtration, convectionAbstract
The filtration of a mixture which horizontally pumped through a rectangular region of a porous medium is considered. On the side walls of the domain a pressure drop is defined, which determines the filtration flow, the upper and lower boundaries are assumed to be impermeable. It is also taken into account that the transfer of any insoluble solute in a porous medium is accompanied by the process of its deposition onto the walls by immobilization (sorption effects). Immobilization slows down the transport, removing a portion of the solute from the stream. The adsorbed part of solute takes up part of the pore volume, thereby reducing the porosity and permeability of the medium, which results in partial or complete blockage of the medium. The propagation of a heavy solute in a gravitational field is investigated, it is shown that, at a sufficient concentration and a slow speed of filtration stream, the convective flow in the form of a vortex is observed. The existence of vortex leads to the additional mixing effect and entails a substantial increase in the operating time of this filter element. The conditions for the appearance of a vortex and its lifetime are investigated. The its dependences on the parameters of the system are plotted.References
Darcy H. P. G. Les Fontaines Publiques de la Ville de Dijon. Victor Dalmont, Paris, 1856.
Bejan A., Tien C. L. Natural convection in horizontal space bounded by two concentric cylinders with different end temperatures. International Journal of Heat and Mass Transfer, 1979, vol. 22, pp. 919–927.
Nield D. A., Bejan A. Convection in Porous Media. New York: Springer, 2006, 654 p.
Latrille C., Cartalade A. New experimental device to study transport in unsaturated porous media. In: Birkle, P., Torres I. S. (Eds.) Watter–Rock Interaction. Leiden: CRC Press, 2010, pp. 299–302.
Agaoglu B., Scheytt T., Copty N. K., Laboratory-scale experiments and numerical modeling of cosolvent flushing of multi-component NAPLs in saturated porous media. Journal of Contaminant Hydrology, 2012, vol. 140, pp. 80-94.
Van Genuchten M. Th., Wierenga P. J. Mass transfer studies in sorbing porous media I. analytical solutions. Soil Science Society of America Journal, 1976, vol. 40, pp. 473-480.
Einstein A. The theory of the Brownian movement. Annalen der Physik, 1905, vol. 17, pp. 549.
Deans H. A. A mathematical model for dispersion in the direction of flow in porous media. SPE Journal, 1963, vol. 3, pp. 49–52.
Bromly M., Hinz C. Non-Fickian transport in homogeneous unsaturated repacked sand. Water Resources Research, 2004, vol. 40, W07402.
R.D. Harter, D.E. Baker. Applications and misapplications of the Langmuir equation to soil adsorption phenomena. Soil Science Society of America Journal, 1977, vol. 41, pp. 1077–1080.
Selim, H. M., Amacher M. C. Reactivity and transport of heavy metals in soils. Boca Raton: CRC press, 1997, 240 p.
Kozeny J. Über kapillare Leitung des Wassers im Boden. Akademie der Wissenschaften in Wien Sitzungsberichte, 1927, vol. 136, pp. 271–306
Gruesbeck C., Collins R. E. Entrainment and deposition of fine particles in porous media. SPE Journal, 1982, vol. 22, pp. 847 – 856.
Kalytkin N. N. Chislennye metody (Numerical methods), 2 ed. St.Petersburg: BHV-Peterburg, 2011 (In Russian).
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
