本文關(guān)鍵詞：溫度對多孔介質(zhì)中顆粒遷移特性影響的試驗研究

  更多相關(guān)文章： 溫度 多孔介質(zhì) 顆粒 示蹤劑 遷移 沉積 滲流 土柱試驗

【摘要】：多孔介質(zhì)中懸浮顆粒的遷移特性是近年來巖土工程領(lǐng)域的一個熱點研究課題,它在污水處理、人工回灌地下水、重金屬污染物處理、生物膜細(xì)菌純化、核廢料處理等領(lǐng)域有重要研究意義。最近的研究發(fā)現(xiàn),溫度也會影響懸浮顆粒的遷移和沉積過程。本文通過室內(nèi)試驗和理論分析,對考慮溫度效應(yīng)的多孔介質(zhì)中懸浮顆粒遷移過程進(jìn)行了研究。結(jié)合流速、濃度、示蹤劑、注入時間及懸浮顆粒粒徑等影響因素進(jìn)行相關(guān)對比,揭示了溫度對飽和多孔介質(zhì)中懸浮顆粒遷移特性的影響。其次,理論求解了對流擴(kuò)散方程中的遷移參數(shù)并對穿透曲線進(jìn)行了擬合。主要研究內(nèi)容如下：(1)為研究溫度等物理因素對飽和多孔介質(zhì)中懸浮顆粒遷移特性的影響,在3種溫度和3種滲流速度下,對6種不同粒徑的硅粉進(jìn)行了土柱滲流試驗。結(jié)果表明：對相同滲流速度下的同一粒徑顆粒,溫度越高,其穿透曲線對應(yīng)的濃度峰值越小,并且其濃度峰值所對應(yīng)的孔隙體積也越大。(2)為比較示蹤劑(熒光素鈉)與懸浮顆粒遷移過程的差異,在注入原液中加入示蹤劑,并在3種溫度和3種滲流速度下對2種粒徑的硅粉進(jìn)行了土柱滲流試驗。結(jié)果表明：在相同滲流速度下,熒光素鈉熒光峰值對應(yīng)孔隙體積比相同條件下的硅粉顆粒濃度峰值對應(yīng)孔隙體積滯后；溫度升高,硅粉顆粒濃度峰值明顯降低,而熒光素鈉的熒光值峰值略微增大。(3)為研究測量條件不同對濁度和熒光值的影響,在1種粒徑的硅粉溶液中加入示蹤劑,并在3種溫度和3種流速下進(jìn)行了相同的土柱滲流試驗。在3種不同條件下測量了流出液的相關(guān)值：接出后立即測量濁度和熒光值、冷卻至室溫后測量濁度和熒光值、靜置24h后測量上清液熒光值。結(jié)果表明：測量條件不同(溫度,靜置時間)對硅粉顆粒濁度和熒光素鈉熒光值的測量幾乎無影響。(4)為研究注入時間長短對懸浮顆粒遷移過程的影響,在2種溫度和2種滲流速度下,對1種粒徑硅粉顆粒在3種注入時間下進(jìn)行了土柱滲流試驗。結(jié)果表明：滲流速度和溫度一定時,隨注入時間增大,穿透曲線最大濃度減小,且最大濃度出現(xiàn)時對應(yīng)的孔隙體積滯后。滲流速度較高時,隨注入時間增大,最大濃度由在某一孔隙體積處出現(xiàn)變?yōu)樵谀骋豢紫扼w積附近持續(xù)出現(xiàn),甚至出現(xiàn)一段濃度平臺,該平臺上的濃度接近最大濃度,并圍繞最大濃度略有波動。(5)通過理論公式(含一階沉積系數(shù)的對流擴(kuò)散方程)及所得試驗數(shù)據(jù)確定了土柱滲流試驗中的相關(guān)遷移參數(shù)(彌散系數(shù)DI、沉積速率Kdep、顆粒平均運動速度u),并擬合了顆粒穿透曲線。滲流速度一定時,顆粒彌散系數(shù)隨溫度增大而減小,顆粒沉積速率隨溫度增大而增大,顆粒平均運動速度隨溫度增大變化不大。溫度一定時,彌散系數(shù)、沉積速率、顆粒平均運動速度均隨滲流速度增大而增大。
【關(guān)鍵詞】：溫度 多孔介質(zhì) 顆粒 示蹤劑 遷移 沉積 滲流 土柱試驗
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU43
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 1 緒論12-34
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 多孔介質(zhì)中顆粒運動理論13-17
• 1.2.1 多孔介質(zhì)中懸浮顆粒遷移機(jī)理14-16
• 1.2.2 多孔介質(zhì)中懸浮顆粒吸附機(jī)理16-17
• 1.3 多孔介質(zhì)中顆粒運動特性試驗研究17-28
• 1.3.1 多孔介質(zhì)中顆粒遷移和沉積特性的試驗研究17-26
• 1.3.2 多孔介質(zhì)中顆粒釋放的試驗研究26-28
• 1.4 理論計算方法及模型28-32
• 1.5 小結(jié)32-33
• 1.6 本文研究目的和內(nèi)容33
• 1.7 創(chuàng)新點33-34
• 2 試驗概況34-42
• 2.1 試驗材料34-36
• 2.1.1 多孔介質(zhì)34-35
• 2.1.2 注入顆粒35-36
• 2.2 試驗儀器36-42
• 2.2.1 試驗裝置36-37
• 2.2.2 蠕動泵37-39
• 2.2.3 濁度計39
• 2.2.4 熒光分光光度計39-40
• 2.2.5 其他儀器40-42
• 3 顆粒濃度與濁度關(guān)系42-48
• 3.1 顆粒濃度和濁度關(guān)系42-46
• 3.2 本章小結(jié)46-48
• 4 考慮溫度效應(yīng)的飽和多孔介質(zhì)中顆粒遷移的試驗研究48-76
• 4.1 溫度對懸浮顆粒遷移過程的影響48-59
• 4.1.1 溫度對硅粉顆粒穿透曲線的影響49-57
• 4.1.2 溫度對硅粉顆粒濃度峰值的影響57-58
• 4.1.3 本節(jié)小結(jié)58-59
• 4.2 溫度效應(yīng)下示蹤劑與懸浮顆粒遷移過程的比較59-63
• 4.2.1 示蹤劑與懸浮顆粒穿透曲線對比59-62
• 4.2.2 本節(jié)小結(jié)62-63
• 4.3 測量條件不同對濁度和熒光值的影響63-70
• 4.3.1 不同測量條件下的濁度64-66
• 4.3.2 不同測量條件下的熒光值66-70
• 4.3.3 本節(jié)小結(jié)70
• 4.4 注入時間不同對顆粒遷移過程的影響70-73
• 4.4.1 不同注入時間下的顆粒穿透曲線71-73
• 4.4.2 本節(jié)小結(jié)73
• 4.5 本章小結(jié)73-76
• 5 滲流試驗中參數(shù)確定及曲線擬合76-86
• 5.1 理論基礎(chǔ)76-78
• 5.2 遷移參數(shù)的確定及分析78-82
• 5.2.1 遷移參數(shù)的確定78
• 5.2.2 遷移參數(shù)的分析78-82
• 5.3 穿透曲線的擬合82-84
• 5.4 本章小結(jié)84-86
• 6 結(jié)論和展望86-88
• 6.1 結(jié)論86-87
• 6.2 展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-100
• 作者簡歷100-104
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集104

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