飽和多孔媒体中のDNAPL液滴の発生メカニズム Generation of Dense Nonaqueous Phase Liquid Drops in Saturated Porous Media

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抄録

比重の重い非溶解性の液体(Dense Non.Aqueous PhaseLiquid:DNAPL)が飽和層中に浸入する際に.DNAPLは.液滴状またはフィンガー状のいずれかの形態で浸入していく.この現象を力学的に解明するためには.飽和多孔体間隙中における非溶解性液滴の形成プメカニズムを把握することが重要である.本研究では.異なった空隙形状における非溶解性液滴のスナップ・オフ(ちぎれて液滴が形成される現象)の発生について研究したものである.DNAPLを用いたスナップ・オフ実験は.(1)単一毛細管モデル.(2)ガラスビーズを用いた単一空隙モデル.(3)連続空隙モデル.の3つのモデルを用いて行われた.<BR>実験結果によると.スナップ・オフは舌状のDNAPLが重力によりガラスビーズのくびれた部分を通過する際に.不連続に発生し.その力学的挙動は.くびれ部分の幾何学的形状とDNAPLの物性によって支配されている.スナップ・オフ形成の可能性にとって.間隙の構造と寸法が大きな要因を占めており.条件(空隙径が大きい時やDNAPL液深が浅いとき)によっては.スナップ・オフは発生せず.DNAPLはフィラメント状に浸入する.また.スナップ・オフによって生じた液滴は.連続する空隙のくびれ部分で.固相と衝突し.二つまたはそれ以上の小さな液滴に分裂していく.このような過程を経て.飽和多孔体中では.異なった色々の寸法の液滴が流下していく.

When a Dense Nonaqueous Phase Liquid (DNAPL) can penetrate into the saturated zone, two types of liquid form in either discrete drops or continuous flows will be observed. In order to understand their dynamics, the mechanism of formation of immiscible fluid drops in saturated pore space has to be enlightened. This study deals with the snap-off of immiscible drops in different constriction (pore) models. Snap-off experiments of DNAPL are carried out in models of (1) single capillary tubes; (2) single constrictions built of glass beads; and (3) successive constrictions built of glass beads. All models are submerged in pure water. According to the experimental results, the snap-off unconditionally occurs as the protruding DNAPL passes an equilibrium position below the neck of a single constriction owing to the effect of gravitational force. Dynamics of snap-off depend on both the properties of the fluids and geometry of the constriction. Structure and size of pore space under the constriction where the DNAPL is passing has a dominant influence on the possibility of snap-off formation. An unfavorable condition of the pore space can resist snap-off not to occur, and the DNAPL may achieve a filament flow in such a case. It is also observed that the snap-off-generated drops break again into two or more smaller drops as collision with solid phase in the successively underlying constrictions. This process results in different sizes of discrete drops flowing in the porous medium.

収録刊行物

  • 地下水学会誌  

    地下水学会誌 40(3), 289-310, 1998-08-31 

    公益社団法人 日本地下水学会

参考文献:  18件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002383526
  • NII書誌ID(NCID)
    AN10088275
  • 本文言語コード
    ENG
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    09134182
  • NDL 記事登録ID
    4563819
  • NDL 雑誌分類
    ZM44(科学技術--地球科学--海洋・陸水・火山)
  • NDL 請求記号
    Z15-140
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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