孔隙介質中包含非水相液體的多相流傳輸主要特性曲線之微模型實驗與分析研究

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題名:	孔隙介質中包含非水相液體的多相流傳輸主要特性曲線之微模型實驗與分析研究 Experiments and Investigation on the multi-phases flow mechanism in porous media using micro-model
作者:	陳鴻輝
貢獻者:	土木工程系
關鍵詞:	滲透係數-飽和度-毛細壓力微模型多孔介質
日期:	2008-10
上傳時間:	2010-02-03 14:09:53 (UTC+8)
摘要:	有機溶劑被大量的應用於工業製程及一般的生活中，如晶圓製造的清洗，及隨處可見的加油站等，由於其在水中的溶解度甚低，故又稱為非水相液（NAPLs），一般而言，因其毒性高且於自然界中不易被分解，若不慎滲入含水層時，會導致地下水長期的污染，若不慎飲用對人體健康將造成很大的影響，故研究NAPLs於地表下的傳輸分佈，乃一重要的課題。惟NAPLs在土壤中為複雜的多相流傳輸，其機制複雜且仍有許多問題待進一步的釐清，其中相對滲透係數-飽和度-毛細壓力（）特性曲線，為分析NAPLs傳輸最基本也最重要的關係曲線，因此本研究以微模型實驗平台探討非水相液體於孔隙介質中主要流動機制。學術上貢獻如下：(1) 微模型實驗技術開發：整合高精度雷射雕刻，壓克力表面處理及數位影像分析等技巧，發展微模型實驗平台，以可透視微模型模擬多孔介質，可清楚的觀察到多孔介質中多相流體的流動機制，配合數位影像技術分析實驗所得之影像，可精確的求得介質中各相的飽和度，進而獲得在水、空氣及NAPLs等多相共存下之完整關係曲線，由於微模型本身可重複使用，因此整個研究成果之再現性甚佳。(2)二相流體對微模型實驗之關係：包括以孔頸尺寸比例組成微模型板實驗平台去證實多相流流動主要特性曲線正確性與適用性; 驗證水和空氣二相流之微模型實驗，與前人以幾何形狀所推估出來的置換機制門檻值大致吻合;以連通性及潤濕性等解釋多組二相流體對曲線實驗之遲滯現象;以微模型實驗結果配合Van Genuchten特性曲線經驗式互推估二相流體對之P-S與Kr-S 曲線，推估結果良好;以比例原則(Scaling rule) 推估多組二相流體於毛細壓力-飽和度曲線的結果，顯示在水和空氣二相流體對為參考流體對時，推估其他組流體對吻合度最佳。(3) 三相流體共存時之關係曲線：以微模型實驗取得水、空氣、柴油（LNAPL）和四氯乙烷（DNAPL）各三相共存時之關係曲線，由單一實驗直接得到的關係，此乃前人所無的實驗；本研究同時也發現，在三相共存的情形下，在同組實驗中各相進入多孔介質（微模型）的順序對於關係有一定的影響，且在三相共存時，當非濕潤相之柴油與空氣兩者飽和度的比例不同時，會影響濕潤相的相對滲透。
顯示於類別:	[土木工程與環境資源管理系 ] 校內專題研究計畫

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