4.2 Передняя Голова для Песка
Восходящий тест проникновения была сделана для песка, чтобы определить переднюю голову. Отметь, что это граничное условие требует различного решения модели Грина-Эмпта как получено в Приложении A. В этом тесте упаковка колонки отличалась. Подобный тест был также сделан с 3:1 кукурузный сироп сокращения с целью оценить эффективную вязкость в песке для этого большего количества вязкой жидкости. В колонке, упакованной для кукурузного сиропа сокращения, оптовая плотность составляла 1.43 г/мл с фракцией влажности 4.4 %. Эти ценности указывают на пористость 0.493 cm3/cm3, и очевидная пористость была бы 0.433 cm3/cm3. Для измерений впитывания не известный объем потребления, но переднее местоположение прослежено, и доступная пористость определяет подразумеваемое количество подходившей к концу воды. Согласно рисунку 4.3, передняя голова, как оценивается, составляет 24 см для воды, совместимой с диапазоном ценностей в Таблице 4.1.
Рисунок 4.3. Грина-Эмпта Образцовая Подгонка к Восходящему Впитыванию Воды в Песке. Расплющенная линия вычислена модель, используя показанный параметры. Круги - данные.
Передние главные ценности для кукурузного сиропа представлены в Таблице 4.2 вероятны более показательный из максимального видимого капиллярного повышения, а не ценности, которая была бы подходящей для нисходящего проникновения. Относительное значение водной проводимости в Таблице 4.2 и для кукурузного сиропа сокращения, для пористости 0.43, указывает, что вязкость кукурузного сиропа сокращения приблизительно в 55 раз больше чем это для воды, или 55 cPoise. Измеряющее Уравнение 4.4 используемый с Уравнением 4.2 используется, чтобы определить этот параметр для вязкости. Отметь, что проходимость k была бы 1.31 E – 7 cm2.
Таблица 4.2. Грина-Эмпта точные Параметры от Впитывания Жидкостей в Песке
Чтобы закончить о параметрах для воды, все оценки для проводимости подобные когда получено различными методами. Средний K между методами 0.0113 cm/s получен со стандартным отклонением 0.0017 cm/s. Передняя голова столь же определенная из экспериментов впитывания принята как приблизительно 24 см.
4.3 Параметры проникновения для Неводных Жидкостей
В Параметрах Песка, описывающих поведение проникновения кукурузного сиропа сокращения, нефти насоса, и антифриза, были получены, выполняя ряд простых тестов. Высота жидкости измерена непосредственно с правителем (1/64-inch резолюция), поскольку это проникает после быстрого потока указанного количества. Во время теста,
быстрое повышение жидкой высоты, поскольку это льют, не может всегда получаться вручную. Эта первая стадия проникновения, в то время как жидкость льется, длится приблизительно 10 - 20 секунд. Вторая стадия проникновения, происходя, в то время как уровень уменьшается, более длительная, в зависимости от вязкости особой жидкости. Используя предполагаемую пористость, передняя глубина может быть связана с уменьшающейся высотой.
Рисунок 4.4 показывает типичный припадок модели Грина-Эмпта для ряда высоты, измеренной для кукурузного сиропа сокращения. Первая ценность высоты, то есть, так же, как жидкий уровень начинает уменьшаться после конца заливки, должна экстраполироваться от модели, потому что это не может наблюдаться непосредственно, если промежуток времени фотографический подход не используется. Образцовое решение для уменьшающегося главного условия дано в Приложении A (Отделяется 2 и 3).
Рисунок 4.4. Параметры для Модели Грина-Эмпта Проникновения для Кукурузного сиропа Сокращения в Песке. Твердая кривая - образцовое вычисление. Круги - данные.
Таблицы 4.3 и 4.4 обеспечивают, различные оценки параметров для отдельных тестов проникновения (копирует). Параметры, которые получены, используя ограниченные ценности передней головы, решили удовлетворять отношение вычисления поверхностного натяжения (Уравнение 4.3), обозначены. Иначе, подгонка позволяет всем параметрам, кроме принятой пористости, быть оцененными вместе. Таблицы 4.3 и 4.4 показывают, что оценка параметров проникновения для жидкостей подвергается изменчивости между тестами. Это наиболее вероятное отражение переменной упаковочной плотности для каждой колонки почвы.
У кукурузного сиропа и кукурузного сиропа сокращения нет измеренной вязкости, тогда как нефть насоса и антифриз знали значение вязкости. Из таблиц очевидно, что большая проводимость и меньшие передние главные ценности найдены, когда передняя голова не ограничена. Это вызвано подгонкой, подчеркивая последний период проникновения. Известное от точного анализа процесса проникновения, что передняя голова должна быть изменяющимся параметром, будучи самой сильной в ранней стадии и уменьшающийся, поскольку глубина проникновения увеличивается.
Существующая формулировка модели Грина-Эмпта пренебрегает любым изменением в передней голове, которая зависит от предшествующего пропитанного количества. Модель проникновения как применено здесь предполагает, что постоянная передняя голова соответствует.
Таблица 4.3. Параметры для Грина-Эмпта точной подгонки к Проникновению Кукурузного сиропа и 3:1 Кукурузный сироп Сокращения в Песке
Таблица 4.4. Параметры проникновения для Нефти и Антифриза в Песке
5.0 Сравнение наблюдаемых разливов с помощью моделей Разлива модель для особых обстоятельствах, был разработан и испытан, как уже говорилось ранее, по Келлеру и Симмонс (2005).Модель основана на связи между гравитацией, ток, и инфильтрации (Green-AMPT модель) жидкости в пористой подложке. В настоящее время разлива модель не учитывает неравномерности поверхности и некоторые межфазной явлений, происходящих на передней кромке (нос) от разлива. Целью данного исследования является определение какие изменения могут понадобиться, чтобы сделать модели прогноз потенциал, сопоставимые с наблюдениями разлива поведение распространения.
5.1 моделирование и сравнение В этом разделе показано сравнение разлива экспериментов и предсказания, сделанные с моделью. Сравнения демонстрируют проверки возможностей модели и свои ограничения.
5.1.1 Вырезать кукурузного сиропа разливов на песке Разлива сократить кукурузного сиропа на поверхности песка является первым примером моделирования.Залить 600 мл медленно более 150 секунд. Рисунок 5.1 показывает жидкости по высоте и глубине под поверхностью определении места протечки.
Высота поверхности жидкости Жидкие Глубина
Время=101,3 с
Рисунок 5.1. Spill Контуры 3:1 кукурузный сироп Cut на поверхности песка Tilted 4,8 градусов. уровень жидкости над поверхностью показана слева, глубина на правой. Все блоки см. Разлива составляет 600 мл Длительность 150 секунд.
Чем больше высота залить месте видна в верхней части, в левой части рисунка. В то время, прежде чем заливка завершена, области выше и ниже поверхности почвы примерно одинаковы. Эти области разделенных внешних контуров в каждом сюжете.
На рисунке 5.2, поверхность жидкости остается в основном на передних кромках разлива, нижняя часть левого участка контура.Площади поверхности жидкости уменьшается по сравнению с участка недр. Кроме того, Толщина жидкой или высоте очень мала, менее миллиметра.
Высота поверхности жидкости Жидкие Глубина
Время= 191с
Рисунок 5.2. Spill Контуры Cut кукурузный сироп на песке. Регионы представлены 41 секунд после окончания заливки.
Участки, такие как цифры 5,1 и 5,2 обеспечивают визуализацию моделирования региона, но не адекватно количественно как основные атрибуты разлива эволюционировать со временем. В связи с типичными неправильная форма фактические разливов, лишь основные геометрические особенности могут быть релевантно сравнивать. Эти определяющие разлива функций, возможно, общая длина и ширина, измеренная вдоль широкой части зону разлива и видимой области разливают по поверхности покрытия проникли глубины.
На рисунке 5.3, жидкости, находящейся на поверхности показана по сравнению с общим количеством пролитой. поверхности жидкости исчезает примерно через 50 секунд после заливки останавливается. Обратите внимание, что 200 секунд для разлива в исчезают является значение аналогичного тем, которые имеются в таблице 2.1.
Рисунок 5.3. Объем Полной Пролитой Жидкости и на Поверхности. Количество для пролития кукурузного сиропа сокращения на поверхности песка, наклоненной 4.8 степени, 600 мл лились в течение 150 секунд.
Рисунок 5.4 обеспечивает заговор распространяющихся областей выше и ниже поверхности в течение долгого времени. Предсказанные области значительно более крупные чем фактически наблюдаемый. Кроме влияния особого развития геометрической формы области, фактический кукурузный сироп сокращения очевидно проникал более быстро в песок чем предсказанный.
Рисунок 5.4. Область пролития Кукурузного сиропа Сокращения на Поверхности Песка. Влажную область на поверхности показывают как твердая красная кривая.
Моделирование пролития кукурузного сиропа сокращения, показанное в цифрах 5.1 до 5.4, основанное на использовании переднего главы приблизительно 5 см, как обозначено вторым тестом проникновения стадии. Предполагая, что проходимость была применимой к фактическому пролитию, передняя голова сильно влияла на распространяющееся предсказание. Намного большая передняя голова, оцененная тестом проникновения первой стадии в песке, представляющем увеличенное капиллярное всасывание, может быть более применимой. Используя ту большую переднюю голову, которая увеличена до 20 см, понижены кривые в рисунке 5.4 так, чтобы приблизительно 1000 кв. см были получающейся подплощадью поверхности, и 750 кв. см - максимальная область с постоянной жидкостью. Особенности с временной зависимостью кривых области не изменены увеличением передней головы, таким образом, другой набор заговоров не показывают. Последние предсказания области, основанные на увеличенной передней голове, более сопоставимые с данными в Таблице 2.1.
Рисунок 5.5 действительно дает измерения увеличения пролития, то есть. Длина против ширины, связанной с использованием увеличенной передней главной оценки. Из рисунка 5.5 очевидно, что фактическая длина пролития более длительная, и ширина более узкая. Фактическое пролитие было более удлинено чем предсказанная модель, как проверено рисунком 3.6.
Рисунок 5.5. Измерения пролития для Кукурузного сиропа Сокращения на Песке Наклонили 4.8 Степени. Моделирование, основанное на переднем главе 20 см. Объем пролития составляет 600 мл более чем 150 секунд.
Когда угол наклона уменьшен до 2.4 степеней, измерения пролития отвечают как показано в рисунке 5.6. Те же самые параметры проникновения используются в моделировании. Ясно, пролитие в меньшем количестве наклона более широкое и сокращено. Модель все еще предсказывает более длинное пролитие. Предсказанная максимальная область - приблизительно 1000 кв. см, снова. Это - более крупная область чем тот данный в Таблице 2.1, приблизительно 800 кв. больше см. Ошибка приблизительно 25 % обозначена. Фактическое пролитие, кажется, поглощено более основанное на его взвешенной меньшей области.
Рисунок 5.6. Измерения пролития Кукурузного сиропа Сокращения на Менее наклоненном Песке. Угол наклона - 2.4 степени. Поток составляет 600 мл в течение 150 секунд.