ΣΧΕΤΙΚΕΣ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΚΑΘΕΣΤΩΤΑ ΡΟΗΣ ΔΥΟ ΜΗ ΑΝΑΜΕΙΞΙΜΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ ΚΑΤΑ ΤΗ ΡΟΗ ΤΟΥΣ ΣΕ ΠΟΡΩΔΗ ΥΛΙΚΑ

Abstract

H ΜΟΝΙΜΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΗ ΡΟΗ ΔΥΟ ΜΗ ΑΝΑΜΕΙΞΙΜΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ ΣΕ ΠΟΡΩΔΗ ΜΕΣΑ ΜΕΛΕΤΗΘΗΚΕ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΑ, ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΓΥΑΛΙΝΑ ΕΠΙΠΕΔΑ ΚΑΙ ΜΗ ΕΠΙΠΕΔΑ ΔΙΚΤΥΩΝ ΠΟΡΩΝ. ΟΙ ΚΥΡΙΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ, ΟΠΩΣ Ο ΚΟΡΕΣΜΟΣ, Ο ΤΡΙΧΟΕΙΔΗΣ ΑΡΙΘΜΟΣ, ΟΛΟΓΟΣ ΤΩΝ ΠΑΡΟΧΩΝ, Ο ΛΟΓΟΣ ΤΩΝ ΙΞΩΔΩΝ ΚΑΙ Η ΔΙΑΒΡΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ, ΜΕΤΑΒΛΗΘΗΚΑΝ ΜΕΤΡΟΠΟ ΣΥΣΤΗΜΑΤΙΚΟ, ΕΝΩ ΟΛΕΣ ΟΙ ΑΛΛΕΣ ΣΧΕΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΚΡΑΤΗΘΗΚΑΝ ΣΤΑΘΕΡΕΣ. ΒΡΕΘΗΚΕ, ΟΤΙ ΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΣΤΗΝ ΚΛΙΜΑΚΑ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΤΩΝ ΠΟΡΩΝ ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΟΥΝ ΙΣΧΥΡΗ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΜΕ ΤΑ ΜΑΚΡΟΣΚΟΠΙΚΑ ΚΑΘΕΣΤΩΤΑ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΚΑΙ ΤΙΣ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΕΣ ΤΙΜΕΣ ΤΩΝ ΣΧΕΤΙΚΩΝ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΩΝ ΤΩΝ ΔΥΟ ΡΕΥΣΤΩΝ. ΚΑΤΩ ΑΠΟ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΜΟΝΙΜΗΣ ΡΟΗΣ, Η ΜΗ ΔΙΑΒΡΕΧΟΥΣΑ ΦΑΣΗ ΔΙΑΣΠΑΤΑΙ ΣΧΕΔΟΝ ΟΛΙΚΑ, ΣΤΗ ΜΟΡΦΗ ΔΙΑΚΡΙΤΩΝ ΤΜΗΜΑΤΩΝ, ΤΩΝ ΓΑΓΓΛΙΩΝ. ΤΑ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ ΑΠΟ ΤΑ ΓΑΓΓΛΙΑ ΑΥΤΑ ΒΡΙΣΚΟΝΤΑΙ ΣΕ ΚΙΝΗΣΗ ΚΑΙ ΕΤΣΙ Η ΜΗ ΔΙΑΒΡΕΧΟΥΣΑ ΦΑΣΗ ΔΙΑΤΗΡΕΙ ΤΗ ΡΟΗ ΤΗΣ ΣΤΟ ΠΟΡΩΔΕΣ ΜΕΣΟ. ΣΕ ΥΨΗΛΕΣ ΠΑΡΟΧΕΣ ΚΑΙ ΤΑ ΔΥΟ ΡΕΥΣΤΑ ΡΕΟΥΝ ΜΕΣΩ ΣΥΝΕΧΩΝ ΜΟΝΟΠΑΤΙΩΝ, ΠΟΥ ΣΧΗΜΑΤΙΖΟΝΤΑΙ ΑΠΟ ΣΥΝΕΧΟΜΕΝΟΥΣ ΠΟΡΟΥΣ ΤΟΥ ΜΕΣΟΥ. Η ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΤΩΝ ΔΥΟ ΡΕΥΣΤΩΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΤΗΚΕ ΠΟΣΟΤΙΚΑ, ΜΕΣΩ ΤΩΝ ΓΕΝΙΚΕΥΜΕΝΩΝ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΩΝ ΣΧΕΤΙΚΗΣ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ, ΟΙ ΜΗ ΔΙΑΓΩΝΙΟΙ ΟΡΟΙ ΤΩΝ ΟΠΟΙΩΝ ΕΙΝΑΙ ΟΙ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΙΞΩΔΟΥΣ ΣΥΖΕΥΞΗΣ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ. Η ΙΞΩΔΗΣ ΑΥΤΗ ΣΥΖΕΥΞΗ ΕΚΦΡΑΣΤΗΚΕ ΚΑΤΑΛΛΗΛΑ ΜΕ ΤΗΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΩΝ ΔΕΙΚΤΩΝ ΣΥΖΕΥΞΗΣ. ΒΡΕΘΗΚΕ ΕΠΙΣΗΣ, ΟΤΙ ΟΙ ΓΕΝΙΚΕΥΜΕΝΟΙ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΣΧΕΤΙΚΗΣ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ ΣΥΣΧΕΤΙΖΟΝΤΑΙ ΙΣΧΥΡΑ ΜΕ ΤΙΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΥΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΑ ΚΑΘΕΣΤΩΤΑ ΤΗΣ ΡΟΗΣ. ΕΓΙΝΕ ΕΠΙΣΗΣ ΦΑΝΕΡΟ, ΟΤΙ Η ΣΧΕΤΙΚΗ ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΟΥΣ ΕΝΣΩΜΑΤΩΝΕΤΑΙ ΣΤΙΣ ΤΙΜΕΣ ΤΩΝ ΣΥΜΒΑΤΙΚΩΝ ΣΧΕΤΙΚΩΝ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΩΝ. (ΠΕΡΙΚΟΠΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗΣ)

STEADY-STATE AND TRANSIENT IMMISCIBLE TWO-PHASE FLOW IN POROUS MEDIA WAS STUDIED EXPERIMENTALLY, USING PLANAR AND NON-PLANAR GLASS MODEL PORE NETWORKS. THE MAIN SYSTEM PARAMETERS, SATURATION, CAPILLARY NUMBER, FLOW-RATE RATIO, VISCOSITY RATIO AND WETTABILITY WERE CHANGED SYSTEMATICALLY, WHEREAS ALL OTHER RELEVANT PARAMETERS WERE KEPT CONSTANT. THE FLOW MECHANISMS AT THE PORE LEVEL WERE FOUND TO CORRELATE STRONGLY WITH THE MACROSCOPIC FLOW REGIMES AND THE CORRESPONDING FLUID RELATIVE PERMEABILITIES. UNDER STEADY-STATE CONDITIONS, THE NON-WETTING PHASE IS ALMOST TOTALLY DISCONNECTED IN THE FORM OF DISCRETE GANGLIA. MOST OF THESE GANGLIA ARE MOBILIZED AND THUS THE NON-WETTING PHASE PRESERVES ITS FLOW. AT HIGH FLOW RATES, BOTH FLUIDS FLOW THROUGH CONNECTED PATHWAYS, WHICH CONSIST OF SUCCESSIVE PORES OF THE MEDIUM. THE INTERACTION BETWEEN THE TWO FLUIDS WAS QUANTIFIED THROUGH THE GENERALIZED RELATIVE PERMEABILITY COEFFICIENTS, THE OFF-DIAGONAL TERMS OF WHICH ARE THE VISCOUS COUPLING COEFFICIENTS. THE VISCOUS COUPLING OF THE TWO FLUIDS WAS EXPRESSED PROPERLY, INTRODUCINGTHE COUPLING INDICES. THE GENERALIZED RELATIVE PERMEABILITY COEFFICIENTS WEREFOUND TO CORRELATE STRONGLY WITH THE SYSTEM PARAMETERS AND THE FLOW REGIMES.ALSO, IT WAS REVEALED THAT THEIR RELATIVE IMPORTANCE IS INCORPORATED IN THE VALUES OF THE CONVENTIONAL RELATIVE PERMEABILITIES. FINALLY, THE VALUES OF THE CONVENTIONAL RELATIVE PERMEABILITIES, UNDER STEADY-STATE AND TRANSIENT CONDITIONS, WERE COMPARED IN ORDER TO EXAMINE THE POSSIBILITY OF A CONNECTION BETWEEN THE TWO METHODS.