Modelowanie przepływu cieczy przez materiały porowate o różnej mikrostrukturze

W pracy przedstawiono sformułowania modeli transportu w ośrodku porowatym w skali mikro i makro. Jako model mikro ośrodka porowatego przyjęto układ nieruchomych kul reprezentujący ziarna, o rozkładzie dwumodalnym. Na podstawie obliczeń w skali mikro, stosując stacjonarne równanie Stokesa dla cieczy nieściśliwej, wyznaczono maksymalne prędkości oraz przepływy dla poszczególnych mikrostruktur w funkcji promienia małego ziarna oraz porowatości. Obliczono również krętość poszczególnych mikrostruktur. Przedstawiono metodę wyznaczania przepuszczalności układu, która jest uśrednionym parametrem opisującym ośrodek porowaty w skali makro. Zaprezentowana metoda może być stosowana w modelowaniu procesów transportu dla materiałów o rzeczywistej mikrostrukturze.

---

In the paper authors present the formulation of transport models in porous medium in both micro and macro scale. System of spheres, representing grains, with bimodal radius distribution were used as a model of porous medium in micro scale. Based on calculation in micro scale, using stationary Stokes' equation for incompressible fluid, the maximum velocity and flows were calculated for each microstructure as a function of small grains size as well as porosity. Tortuosity for each microstructure was also calculated. Method for permeability determination, which is an average parameter describing porous medium in macro scale, was presented. Presented method might find application in modelling of transport for materials with real microstructure.