Тепломассообменные свойства и фазовый состав воды загрязненных нефтепродуктами грунтов

• Автор: Малышев, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Якутск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГРУНТОВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ
1.1. Загрязнение грунтов нефтью и нефтепродуктами
1.2. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на физические свойства грунтов
1.3. Загрязнение грунтов криолитозоны нефтью и нефтепродуктами
Выводы по первой главе
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫХ СВОЙСТВ И ФАЗОВОГО СОСТАВА ВОДЫ ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЕПРОДУКТАМИ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ
2.1.Комплексный метод определения теплофизических свойств песчаноглинистых грунтов
2.1.1. Метод непрерывного ввода тепла для определения фазового состава воды в песчано-глинистых грунтах загрязненных нефтепродуктами
2.1.2. Описание автоматизированной установки комплексного метода определения теплофизических свойств дисперсных материалов
2.1.3. Устройство и работа базовой системы автоматизации теплофизического эксперимента
2.1.4. Программа измерения данных
2.1.5. Методика проведения эксперимента
2.1.6. Анализ инструментальных и методических погрешностей комплексного метода
2.2. Метод определения коэффициента фильтрации в грунтах загрязненных нефтепродуктом
2.2.1. Описание фильтрационного прибора

2.2.2. Погрешность определения коэффициента фильтрации жидкости в
песчано-глинистых грунтах
2.3. Метод определения коэффициента диффузии нефтепродуктов
в грунтах
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ФАЗОВОГО СОСТАВА ВОДЫ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ДИЗЕЛЬНЫМ ТОПЛИВОМ ГРУНТОВ
3.1.Общая характеристика исследуемых грунтов
3.2. Результаты измерений теплофизических свойств и фазового состава воды в песчано-глинистых грунтах, загрязненных дизельным топливом
3.3 Методика расчета теплопроводности загрязненного нефтепродуктами
песка
Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ МАССООБМЕННЫХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ ДИЗЕЛЬНЫМ ТОПЛИВОМ
4.1.Результаты экспериментального определения коэффициента фильтрации воды и дизельного топлива в песке и суглинке
4.2.Результаты экспериментального определения коэффициента диффузии
дизельного топлива в песке
Выводы по четвертой главе
Заключение
Литература
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Объекты, связанные с добычей, переработкой, транспортировкой, хранением нефтепродуктов, являются источниками, загрязняющими широкой гаммой углеводородных соединений геологическую среду, т.е. территории, относящиеся к этим объектам, подвергаются потенциально высокой техногенной нагрузке. Потери нефти и нефтепродуктов на территории России, по данным геоэкологов, достигают 8-9 млн. т. в год. Ежегодно происходит более 60 крупных и 20 тыс. значительных разливов нефти, A.A. Абросимов [1].
На Севере России построено большое количество нефтебаз, которые являются основными точками обеспечения жидким топливом многих населенных пунктов, промышленных центров горно-добывающей и газовой промышленности, водного, наземного и воздушного транспорта. Эти нефтебазы часто территориально, по транспортной схеме и организационно связаны между собой и являются жизнеобеспечивающими топливно-энергетическими узлами всего Северного региона России. Многие из них расположены в зонах распространения вечной мерзлоты на берегах таких рек, как Обь, Енисей, Лена, Оленек, Индигирка, Колыма.
Территории этих нефтебаз подвержены значительному загрязнению нефтепродуктами из-за накоплений и кратковременных утечек, пролива нефтепродуктов в почвы и грунты при приеме и отпуске ГСМ за многие годы их эксплуатации. Также в случае возникновения чрезвычайных ситуаций и аварий или из-за причин усталостных повреждений, возникающих в резервуарах и арматурных системах. Последние в условиях меняющихся эксплуатационных нагрузок в зависимости от колебания температуры окружающей среды разлива и замерзания природных вод, продолжительности эксплуатации сложных магистральных топливопроводпых и перекачивающих систем, нефтебаз (резервуаров и емкостей) вполне может усугубляться.
Поэтому загрязнение окружающей среды при авариях и утечках нефтепродуктов при их добыче, транспортировке и хранении в условиях вечной

Основным ограничением, накладываемым на режим опыта, является выбор малых перепадов температуры образца и(г,г). В пределах малого перепада температуры теплофизические коэффициенты, скорость нагрева могут быть представлены с любой заданной точностью соотношением вида:
1 = ф + кр + п1о2 +...} (/ = Л,а,с,Ь,ю), (2.10)
которые представляют собой разложения функции г'(г) на участках монотонного разогрева в ряд Тейлора по перепаду и в окрестности базовой точки Го (г) [81]:
Т(г,т) = Г0(т) + и(г,т). (2.11)
Относительные температурные коэффициенты К1 и и являются функциями температуры Г0(г), но остаются постоянными в пределах перепада и и равны:
/п йТ 2/„ ОТ
(2.12)
В работах [91,92] объемный источник удельной мощности фазовых переходов в уравнении (2.9) учитывался в нулевом приближении. В данной работе объемный источник разлагали по малому параметру и в ряд (2.10) и учитывали члены в первом приближении.
После подстановки (2.10) в уравнение (2.9) с учетом (2.11) и выделения членов первого и второго порядков малости в отдельные группы, получаем уравнение теплопроводности в виде [80]
У2ь»
Као Л),
-{к ~ка)-г{кю-кл)

(до)2}
о — к. — +
Л 1 дг)

- (ка ~Па~ КК + ПЬг - КК + к1 - Щ ~ [кЛ -”л)и2- (Л ~ кЛ )/'~
з0 V ог
и(0,т)=0; *|д) = о.