ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ионный обмен при миграции в комплексах гетерогенных пород из "Проблемы гидрогеоэкологии Том 1" Для исследования на численных моделях ионообменных процессов в гетерогенных средах нами использован общепринятый подход — аппроксимация трещиноватопористых пород условной расчетной средой, состоящей из правильно чередующихся хорошо- и слабопроницаемых слоев первые имитируют трещины, в которых преобладает конвективный механизм переноса, а вторые — пористые блоки, где доминирует молекулярно-диффузионный режим, осложненный реакциями ионного обмена. Хотя полной аналогии между массообменными процессами в трещинно-блочной и слоистой среде нет, подобное приближение мало сказывается на достоверности собственно физико-химических интерпретаций. [c.442] В данном разделе на основе модельных решений рассматриваются особенности миграции обменивающихся катионов в рамках традиционно выделяемых режимов массообмена, которым отвечают три предельные расчетные схемы — неограниченной емкости, сосредоточенной емкости и асимптотического квазигомогенного режима (см. разд. 3.2.1). Очевидно, что критерии их применимости близки к соотношениям, полученным для инертных компонентов. Это объясняется тем, что процесс диффузионного насыщения породных блоков катионами контролируется скоростью проникновения анионов, для которых и были получены упомянутые соотношения. [c.442] Анализ процесса начнем с рассмотрения его начальных этапов, для описания которых в гидродинамической теории миграции (пренебрегающей физико-химическими взаимодействиями) получены наиболее строгие аналитические решения. [c.443] Сдо 20, = 20 = 10). Из графиков следует, что закономерности распространения ионов по трещинам при гомовалентном обмене хорошо согласуются с физическими представлениями. Так, сравнение кривых показывает, что при линейной (АГ 2= 1) обменной сорбции в блоках происходит замедление переноса вытесняющих катионов Су по сравнению с переносом инертного компонента. Такая же картина наблюдается и для обмена по выпуклой изотерме (К 2 = 20), причем катионы Су перемещаются по трещинам медленнее, чем при линейном обмене. Последнее обусловлено поддержанием повышенных концентрационных градиентов в пористой матрице, что интенсифицирует ее насыщение веществом из трещин. И, наоборот, при вогнутой изотерме (АГ 2 0,15) выполаживание концентрационного профиля в блоках замедляет поступление в них катионов из трещин, ускоряя миграционный процесс. [c.443] Одновременно численное моделирование подтвердило возможность определения положения и формы концентрационных фронтов обменивающихся катионов при линейной изотерме обмена на базе представленных в разд.3.2 зависимостей. Для этого необходимо в последних заменить пористость п на эффективную емкость блоков согласно формуле (6.2), гдеА п При нелинейной изотерме обмена этот подход не всегда приводит к удовлетворительному результату, так что обращение к моделированию оказывается обязательным. [c.443] Вернуться к основной статье