Προσδιορισμός των σχετικών διαπερατοτήτων υδατικής και αέριας φάσης σε πορώδη μέσα και συσχέτισή τους με τον τριχοειδή αριθμό

• Κύριος συγγραφέας: Μελιτσιώτης, Αναστάσιος
• Άλλοι συγγραφείς: Melitsiotis, Anastasios
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2021
• Θέματα: Πορώδη μέσα; Σχετική διαπερατότητα; Porous media; Relative permeability

Μία από τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των καμπυλών σχετικών διαπε-ρατοτήτων σε πορώδη μέσα είναι η δημιουργία συνθηκών μόνιμης κατάστασης κατά τη διάρκεια της ταυτόχρονης ροής δύο μη αναμίξιμων ρευστών μέσω του πορώδους μέσου και η παρακολού-θηση της κατανομής κορεσμού των ρευστών και της πτώσης πίεσης σε κάθε φάση. Στην παρούσα εργασία, οι σχετικές διαπερατότητες αέριας, , και υδατικής, , φάσης προσδιορίζονται με την ταυτόχρονη έκχυση υδατικής (υδατικό διάλυμα NaCl/άλμη) και αέριας (άζωτο) φάσης μέσω πορώ-δους κλίνης άμμου και συνεχούς καταγραφής της μεταβατικής απόκρισης για τις παρακάτω μετα-βλητές: (1) Μετρήσεις του δείκτη ηλεκτρικής αντίστασης σε διάφορα τμήματα του πορώδους μέ-σου, που λαμβάνονται με μετρητή αγωγιμότητας πολλαπλών σημείων ελεγχόμενο από Η/Υ, ο οποίος υποστηρίζεται από το κατάλληλο λογισμικό. Οι μετρήσεις αυτές μετατρέπονται σε χρονική από-κριση του αξονικής κατανομής του κορεσμού της άλμης με τη βοήθεια του νόμου Archie. (2) Με-τρήσεις της πτώσης πίεσης κατά μήκος της υδατικής και της αέριας φάσης, με τη χρήση αισθητή-ρων διαφορικής πίεσης. Η σχετική διαπερατότητα του νερού και του αερίου μαζί με τον κορεσμό του νερού θεωρούνται εκθετικές συναρτήσεις των τριχοειδούς αριθμού υδατικής και αέριας φάσης και τα πειραματικά αποτελέσματα προσαρμόζονται σε αυτές τις συναρτήσεις για την εκτίμηση των εκθετών και των προ-εκθετικών συντελεστών με μη γραμμική προσαρμογή. Σύμφωνα με προηγού-μενες μελέτες που εστιάστηκαν κυρίως σε συστήματα υδατικής/ελαϊκής φάσης, είναι γνωστό ότι το καθεστώς της ταυτόχρονης ροής δύο φάσεων κυριαρχείται από τη ροή συνδεδεμένων μονοπατιών και την δυναμική αποσυνδεδεμένων γαγγλίων για την διαβρέχουσα φάση, και μόνο δυναμική απο-συνδεδεμένων γαγγλίων για τη μη διαβρέχουσα φάση. Κατά συνέπεια, και στην περίπτωση του συ-στήματος νερού/αερίου, το καθεστώς ροής της μη διαβρέχουσας αέριας φάσης αναμένεται να κυ-ριαρχείται από αποσυνδεδεμένες φυσαλίδες. Η ανάλυση των πειραματικών αποτελεσμάτων αποκα-λύπτει ότι ο κορεσμός του νερού μεταβάλλεται ασθενώς και είναι σχεδόν αναίσθητος στις αλλαγές των τριχοειδών αριθμών υδατικής και αέριας φάσης. Από την άλλη πλευρά, η σχετικές διαπερατό-τητες νερού και αερίου διέπονται από τους δύο τριχοειδείς αριθμούς, αν και η σχετική διαπερα-τότητα του νερού αλλάζει έντονα με τον τριχοειδή αριθμό νερού, ενώ η σχετική διαπερατότητα του αερίου εξαρτάται κυρίως από τον τριχοειδή αριθμό αερίου. Η κλίση κάθε καμπύλης σχετικής δια-περατότητας είναι ένα μέτρο της ευαισθησίας της στον κορεσμό του νερού. Λόγω της αμελητέας ιξώδους αντίστασης του αερίου, για τη σχετική διαπερατότητα νερού αυτή η ευαισθησία είναι πιο έντονη για ένα σύστημα αερίου/ νερού από ό, τι για ένα σύστημα πετρελαίου / νερού και αντιστρό-φως για τη σχετική διαπερατότητα του αερίου.