【技术实现步骤摘要】
一种识别多孔介质的椭圆颗粒形状参数的方法
[0001]本专利技术属于污染物迁移的
，更具体地，涉及一种识别多孔介质的椭圆颗粒形状参数的方法。
技术介绍
[0002]地下水是生活用水和工业用水的重要水源。然而，随着工农业的快速发展，各种污染物进入到地下环境中，特别是工业排放和泄漏的重非水相有机污染物 (DNAPL)，对地下水资源造成严重的污染。在地下水中检测到的有机污染物中，重非水相有机污染物具有毒性、致癌、致畸和致突变作用，对人类健康会造成严重危害。多孔介质固相颗粒的形状对多孔介质的性质参数如孔隙度、迂曲度、渗透率和毛管进入压力具有重要影响，并决定DNAPL在含水层中的迁移分布。因此对多孔介质固相颗粒形状参数的确定是表征多孔介质性质和污染物运移分布的基础。
[0003]在经典的Kozeny
‑
Carman方程中，渗透率与孔隙度、颗粒表面积和Kozeny 常数相关，其中Kozeny常数由孔隙度和固相颗粒微观几何结构决定。根据分形理论，多孔介质都是分形的。但是尚未有研究对多孔介质固相颗粒的形状参数...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种识别多孔介质的椭圆颗粒形状参数的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.建立椭圆颗粒组成的多孔介质微观模型，得到所述多孔介质微观模型的孔隙平均直径；S2.基于步骤S1所述多孔介质微观模型的孔隙平均直径，得到所述多孔介质微观模型的迂曲度、渗透率和毛管进入压力，获得所述多孔介质微观模型的迂曲度、渗透率和毛管进入压力与所述多孔介质微观模型的孔隙度之间的数学关系模型；S3.箱体中填入不同粒径的多孔介质，对箱体中的多孔介质的孔隙度、迂曲度和渗透率进行测量，将实际测量的多孔介质的孔隙度、迂曲度和渗透率与根据多孔介质微观模型获得的孔隙度、迂曲度和渗透率进行误差分析，初步识别多孔介质椭圆颗粒的形状参数的范围；S4.采用不同形状参数的多孔介质微观模型模拟预测DNAPL在所述多孔介质微观模型中的迁移过程；将DNAPL注入到步骤S3中装有多孔介质的箱体中进行迁移实验；将模拟结果与迁移实验的结果进行对比，进一步识别多孔介质椭圆颗粒的形状参数；S5.综合步骤S3初步识别的形状参数的范围与步骤S4进一步识别的形状参数，最终确定多孔介质的椭圆颗粒形状参数。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S1所述多孔介质微观模型包括三角形排列模型和正方形排列模型；所述三角形排列模型采用椭圆颗粒以等边三角形的形式排列；所述正方形排列模型采用椭圆颗粒以正方形的形式排列；所述正方形排列模型由9个椭圆颗粒组成，所述正方形排列模型中心的椭圆颗粒形成具有单位厚度的代表性的单元；其中，椭圆颗粒的短半轴长度为R，长半轴长度为ηR，长半轴与短半轴之比为η，d为椭圆颗粒之间的间距。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤S1中，所述多孔介质微观模型的孔隙率为：为：其中，R为椭圆颗粒的短半轴长度，ηR为椭圆颗粒的长半轴长度，η为长半轴与短半轴之比，d为椭圆颗粒之间的间距；P
ep
为d和R的比率；A
tep
为单元格的总体积，A
pep
是单元格中的孔隙体积，是单元格中的孔隙体积，4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，步骤S1中，所述多孔介质微观模型的孔隙平均直径为：其中，λ
max,EP
为所述多孔介质微观模型的孔隙的最大直径，A
apep
是三角形排列模型的孔隙体积，角形排列模型的孔隙体积，
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，步骤S2中，所述多孔介质微观模型的毛管进入压力、迂曲度和渗透率为：所述多孔介质微观模型的毛管进入压力为：其中，P
c
为所述多孔介质微观模型的毛管进入压力；ω＝Fσcosα；F为毛细管和流体流动方向所决定的形状系数；α为固液界面的接触角；σ为润湿流体的表面张力；所述多孔介质微观模型的迂曲度为：其中，所述三角形排列模型的平均迂曲度的平均值：其中，所述三角形排列模型的平均迂曲度为τ
ep1
为流线l
A
·
B
·
+l
B
′
C
′
的迂曲度；τ
ep2
为流线l
A
′
D
′
+l
D
′
C
′<...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴鸣，吴宇恒，程洲，莫测辉，李取生，向垒，赵海明，胡晓农，吴剑锋，吴吉春，郝艳茹，卢国平，
申请(专利权)人：广东省环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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