تخمین اندازۀ حفره‌ها و نفوذپذیری در محیط متخلخل با استفاده از پردازش تصویر

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

2 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

3 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

doi
10.22034/ijche.2021.257620.1069
چکیده

در این پژوهش با تصویربرداری از بستر ذرات کروی و استفاده از پردازش تصویر، اطلاعات ریخت‌شناختی محیط متخلخل نظیر توزیع اندازۀ ذرات و حفره‌ها، تعداد ذرات و تخلخل استخراج شد. با بررسی داده­های به دست آمده، مشاهده شد که نسبت میانگین قطر حفره‌ها به میانگین قطر ذرات با تخلخل رابطۀ لگاریتمی دارد. با توجه به اهمیت محاسبۀ ضریب نفوذپذیری در محیط­های متخلخل، از مدل شبکۀ حفره­ای استفاده شد. برای ساخت شبکۀ حفره­ای کلیۀ اطلاعات استخراج‌شده از تصویر به کار رفت. بعد از اعمال معادلات حاکم در شبکه، توزیع فشار، دبی جریان و درنتیجه ضریب نفوذپذیری حساب شد. نتایج حاصل از شبیه­سازی برای اعتبارسنجی با ضریب نفوذپذیری اندازه­گیری شده در آزمایش و معادلات تجربی کارمن-کوزنی و ربانی و همکاران مقایسه و مشاهده شد که نتایج آزمایشگاهی با نتایج مدل شبکۀ حفره­ای به‌دلیل در نظر گرفتن ساختار داخلی محیط متخلخل به‌صورت حفره‌ها و گلویی­ها مطابقت بیشتری دارد.