Gözenek büyüklüğü ve suyun yüzey gerilimi etkileşiminin, bromun gözenekli ortamlarda taşınmasına etkisi

Abstract

Çözünmüşlerin gözenekli ortamda taşınma karakteristikleri; gözenekli ortamın, taşıyıcı akışkanın ve taşınan çözünmüşün özellikleri tarafından tayin edilir. Daha önce gözenekli ortam ve çözünmüşlerin özellikleri laboratuar ve arazi şartlarında yaygın olarak çalışılmıştır. Ancak, bir taşıyıcı olarak suyun yüzey geriliminin gözenekli ortamda taşınan bir çözünmüşün taşınmasını nasıl etkileyeceği üzerine henüz bir çalışma yapılmamıştır. Bu tez çalışması, suyun yüzey geriliminin toprak ve benzeri doğal gözenekli ortamlarda çözünmüşlerinin taşınması üzerine etkilerinin ortaya konmasını amaçlamaktadır. Bu amaçla, 2, 1, 0.5 ve 0.25 mm'lik eleklerden elenmiş kum 30 cm boyunda ve 8,5 cm çapındaki plastik kolonlara paketlenmiş ve bu kolonlarda yüzey gerilimi 72.8, 64, 53.5 ve 42 dyne/cm2 su ile hazırlanan KBr çözeltisi ile bromun birebir yer değiştirme (miscible displacement) testleri yürütülmüştür. Elde edilen hamle eğrileri (breakthrough curves) denge Konveksiyon Dispersiyon Eşitliği (Equilibrium Convection Dispersion Equation: CDE) ve İki-Bölge Fiziksel Dengesizlik (two-region physical nonequilibrium) modeli ile modellendi. Sonuçlar CDE modeli ile tahmin edilen dispersiyon katsayısı (D) ve hareketli su içeriğinin ( ? ) nın paketlenen kumun parçacık büyüklüğüne bağlı olarak azaldığını, ancak hareketli ve hareketsiz bölge arasında madde alışverişini kontrol eden bir parametre olan ? 'nın paketlenen kum boyutuna karşı belirli eğilim göstermediğini ortaya koymuştur. Çözeltilerin hazırlanmasında kullanılan suyun yüzey gerilimi ile D, ? ve ? arasında belirli bir eğilim belirlenememiştir. Ancak, 64 dyn/cm2 lik yüzey gerilimine sahip çözeltilerle yürütülen testlerden elde edilen ? değerleri genelde yüksek ve ? değerlerinin düşük olduğu belirlenmiştir.

Transport of a solute in porous medium is controlled by characteristics of porous medium, solute being transported, and transporting fluid. Numerous of studies have been conducted on effect of porous medium and solutes on the transport characteristics while to our knowledge; no studies have been conducted on influence of water surface tension. This study targeted to determine surface tension of transporting water on transport characteristics of chloride in inert porous media such as sand columns. Plastic columns with 30 cm length and 8.5 cm id were repacked with sand sieved through 2, 1, 0.5, and 0.25 cm openings. Miscible displacement of KBr solutions prepared with distilled water of which surface tension was adjusted to 72.8, 64, 53.5, and 42 dyn/cm2 was conducted on the repacked columns. The resulting breakthrough curves (BTCs) were modeled with an equilibrium convection dispersion equation (CDE) and a two-region physical non-equilibrium model. Hydrodynamic dispersion coefficient (D) increased and mobile water partitioning coefficient ( ? ) decreased gradually with decreasing particle size while no obvious relation occurred between particle size and parameter ? controlling mass exchange between mobile and immobile water region in the columns. The parameter D, ? , and ? showed no obvious trend against changing surface tension of solution used. However, the parameter ? increased and ? decreased considerably in surface tension of 64 dyne/cm2.