کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7060055 1458472 2018 27 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
The effect of gravitational settling on concentration profiles and dispersion within and above fractured media
ترجمه فارسی عنوان
اثر استقرار گرانشی بر روی پروفیل های غلظت و پراکندگی در داخل و بالا رسانه های شکست خورده
کلمات کلیدی
پراکندگی، جریان شکستگی، جاذبه زمین، ذرات سنگین، استقرار، قلم تیلور، دوره متوسطه،
ترجمه چکیده
حمل و نقل ذرات سنگین در محیطی که شامل فازهای مایع و جامد مانند گودال های جریان، خاک های ترک خورده و تالاب ها است، تحت تأثیر فرآیندهایی از قبیل دلبستگی-جداسازی، گرانش و کشیدگی و با مخلوط کردن فرآیندهای ناشی از پراکندگی تیلور و پراکندگی مکانیکی. این مقاله به مکانیزم پراکندگی اضافی اشاره می کند که توسط استقرار گرانشی القا شده است و نتیجه اتصال بین غلظت ذرات و پروفایل های سرعت سیال در مقیاس زیر است. ذرات سنگین که در مناطق کم سرعت افقی حرکت می کنند (به عنوان مثال، در نزدیکی سطوح جامد و مناطق بیداری) نزدیک به منبع انتشار نسبت به ذرات در مناطق با سرعت بالا حرکت می کنند. میدان تمرکز ماکروسکوپی چنین سوسپانسیون تحت تأثیر رابطه بین سرعت استقرار و توزیع در مقیاس پایین سرعت افقی قرار دارد. هدف این مطالعه، جداسازی و اندازه گیری این نوع پراکندگی با استفاده از سناریوهای کنترل جریان است. ما از یک هندسه قلموی تیلور (مجموعه ای از شیارهای عمودی) برای حل عددی جریان استفاده کردیم. ذرات از یک هواپیما عمودی آزاد شدند و یک شار ثابت ایجاد کردند. غلظت اویلر در زیر مقیاس از مسیرهای شبیه سازی شده تهیه شد و سپس به صورت فصلی به طور متوسط ​​برای تولید میدان های غلظت ماکروسکوپی ساخته شد. نتایج نشان می دهد که این پراکندگی ناشی از حل شدن در مناطق نزدیک به منبع قابل توجه است و نمی توان آن را با استفاده از فرمول های قانون فیک انجام داد. تحقیقات پارامتری نشان می دهد که محل بالاترین شار پراکندگی به طور خطی نسبت به فاصله و عمق شیارها متناسب است. یک مدل پیشنهادی که این مکان را برآورد می کند، برای ارزیابی اینکه آیا پراکندگی ناشی از حل شدن نباید نادیده گرفته شود، مورد استفاده قرار می گیرد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
اثر استقرار گرانشی بر روی پروفیل های غلظت و پراکندگی در داخل و بالا رسانه های شکست خورده
چکیده انگلیسی
The transport of heavy particles in a medium that consists of fluid and solid phases such as stream gravel beds, cracked soils and wetlands is affected by processes such as attachment-detachment, gravity and drag, and by mixing processes that are induced by Taylor dispersion and mechanical dispersion. This paper addresses an additional dispersion mechanism which is induced by gravitational settling and is a result of the coupling between the particle concentration and the fluid velocity profiles at the sub-scale. Heavy particles that move in areas of low horizontal velocity (e.g., near solid surfaces and wake regions) settle closer to the release source as compared to particles in high velocity regions. The macroscopic concentration field of such suspensions is influenced by the ratio between the settling velocity and the sub-scale distribution of the horizontal velocities. The objective of the study is to isolate and quantify this type of dispersion using controlled flow scenarios. We used a Taylor brush geometry (an array of vertical grooves) to numerically solve the flow. Particles were released from a vertical plane, generating a constant flux. The sub-scale Eulerian concentration was compiled from simulated trajectories and then spatially averaged to generate macroscopic concentration fields. The results show that this settling-induced dispersion is significant in regions near the source and that it cannot be modeled using Fick's law type of formulations. A parametric investigation shows that the location of the highest dispersion flux is linearly proportional to both the groove spacing and depth. A proposed model that estimates this location is used to evaluate where settling-induced dispersion should not be ignored.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Multiphase Flow - Volume 106, September 2018, Pages 220-227
نویسندگان
, , ,