Geri Dön

Effect of high concentration gradients on hydrodynamic dispersion

Yüksek derişim gradyanlarının hidrodinamik dispersiyona etkisi

  1. Tez No: 297764
  2. Yazar: MURAT SAVAŞ SARIOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NADİM COPTY
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2011
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Çevre Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 157

Özet

Yeraltında kirletici taşınmasında, hidrodinamik dispersiyon genellikle Fick Yasası ile tanımlanır. Fick Yasası, dispersiyona bağlı kütle akısını, derişim gradyanının sabit dispersiyon katsayılı, doğrusal bir işlevi olarak ifade eder. Öte yandan, yakın zamanlı araştırmalar, ilişkinin, derişim gradyanının büyük olduğu koşullarda doğrusallıktan saptığını ortaya koymuştur. Belli koşullarda bu sapmayı hesaba katabilmek amacıylaFick Yasası'nda değişiklikler yapılması önerilmiş olsa da, henüz, gerçek çevre uygulamalarında dispersiyon akısını modellemek için genel kabul görmüş araç bulunmamaktadır.Bu çalışma, büyük derişim gradyanlarının hidrodinamik dispersiyona etkisini, mevcut yayınlarda incelenmiş deneysel koşulların ötesinde araştırmayı amaçlamıştır. Bu araştırma koşulları, birden fazla kirleticinin bir arada bulunması ve doğal yer altı sistemlerinde yaygın olarak gözlemlenen düşük akış hızlarıdır. Alternatif dispersiyon modellerini sınamak ve bunu takip eden model uygulamalarında kullanılacak taşınma parametrelerini belirlemek amacıyla, iki farklı gözenekli ortamda, üç tür dengeli karışabilir yer değiştirme deneyi yapılmıştır: (i) izleyici deneyleri, (ii) farklı derişimlerde ve hızlarda tuzlu su deneyleri, (iii) tuzlu suyun içine düşük derişimli bir kirleticinin eklendiği karışım deneyleri. Laboratuar deneyleri, büyük derişim gradyanları söz konusu olduğunda, hem yüksek derişimli hem de düşük derişimli kirleticilerin dispersiyon davranışlarının Fick Kuramı'ndan saptığını göztermiştir.Deney sonuçlarına dayanarak sayısal bir model geliştirilmiştir. Sayısal model, hem hidrojeolojik parametrelerin heterojen dağılım gösterdiği hem de derişim gradyanlarının büyük olduğu taşınma problemlerinde Monte-Carlo benzetimleri yapılmasında kullanılmıştır. Benzetim sonuçları, Fick Yasası'ndan sapan dispersiyon davranışlarının yer altı suyunda kirletici taşınması gözlemlerini, onlara dayanılarak yapılacak parametre tahminlerini ve yer altı suyu iyileştirme etkinliklerinin etkililiğini önemli ölçüde etkileyebileceğini göstermiştir.

Özet (Çeviri)

The hydrodynamic dispersion of contaminants in the subsurface is commonly described by Fick's Law which expresses the dispersive mass flux as a linear function of the concentration gradient with a constant dispersion coefficient. However, recent research has shown that the relationship deviates from linearity under high concentration gradient conditions. Although, several modifications of Fick?s Law have been proposed in order to account for this deviation under specific conditions, there is still not a broadly accepted tool for modeling the dispersion flux in real environmental applications.This study investigates the effect of high concentration gradients on hydrodynamic dispersion for experimental conditions beyond those considered in the literature, namely, existence of multiple species and low velocity conditions similar to those commonly encountered in natural subsurface systems. In order to test alternative dispersion models and determine transport parameters for subsequent model applications, three sets of stable miscible displacement experiments were conducted in two different types of porous media: (i) tracer experiments, (ii) brine experiments with varying flow rates and concentration gradients, (iii) mixture experiments where brine was mixed with a low concentration contaminant. The laboratory experiments showed that dispersive behavior deviates from Fickian Theory when high density gradients exist, for all high and low concentration solute components in groundwater.A numerical model was developed and validated using the experimental results. The model was then used to perform Monte-Carlo simulations of a transport problem where high concentration gradients exist along with heterogeneity in hydrogeological parameters. Simulation results suggested that non-Fickian behavior may significantly affect observations of transport, subsequent parameter estimations and potential effectiveness of groundwater remediation activities.

Benzer Tezler

  1. Çimento hamuru konsantrasyonunun betonun dona dayanıklılığına etkisi

    The Effect of the concentration of cement paste on freezing-thawing resistance of concretes manufactured with superplasticiser admixture

    AHMET CEMAL KÜÇÜKMEHMETOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DR. OSMAN NURİ OKTAR

  2. Betonun dona dayanıklığının çimento hamurunun boşluk yapısına duyarlılığı

    Scrutiny of sensitvity of freeze durability of concrete to cavâtty structure of cement paste

    SENİH TAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Yapı Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. OSMAN NURİ OKTAR

  3. Linyit yakan değişik dağıtıcı elekli akışkan yataklarda ayrışma ve aglomerasyon

    Segregation and agglomeration in lignite burning fluidised beds with different distrubutor plates

    M.FERHAT YARDIM

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1992

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF. DR. EKREM EKİNCİ

  4. Fenollerin sulu çözeltilerden orgono kil üzerinde adsorpsiyon ile zenginleştirilmesi ve kapiler elektroforez yöntemi ile tayini

    Preconcentration of phenols from aqueous solutions by adsorption on organo-clay followed by capillary electrophoretic determination

    İNCİ ALEMDAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. F. BEDİA ERİM

  5. Sıvı yakıt damlacık dizilerinde momentum, ısı ve kütle geçişi

    Momentum, heat and mass transfer in liquid fuel droplet arrays

    CAHİT AKIN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1993

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. AHMET R. BÜYÜKTÜR