木屑颗粒堆积参数对液体渗流特性的影响规律

摘要

为了探究木屑颗粒堆积参数对液体渗流特性的影响规律，参照达西渗流实验，设计开发了渗流实验系统，选取颗粒床层湿度、渗流速度、床层储水量及透水率作为评价颗粒床层内液体渗流特性的指标，在对各因素进行初步筛选的基础上，实验研究木屑颗粒堆积床层的粒径分布、压缩高度比以及渗透压力(注水量)对液体渗流特性的影响.实验结果表明，相同粒径分布，注水量为1 500 m L时，压缩高度比从0.80降到0.50，木屑颗粒床层湿度变化幅值为3.32%；相同粒径分布，压缩高度比为0.50，注水量从1 500 m L增加到3 000 m L时，木屑颗粒床层湿度变化幅值为2.30%；相同压缩高度比和注水量，全粒径分布、不同级配粒径分布及小粒径分布时木屑颗粒床层最大湿度分别为54.4%、54.0%及53.7%，变化幅值为0.7%.在本文研究范围内，压缩高度比对颗粒床层湿度影响最大，初始注水量次之，颗粒级配影响最小.相同粒径分布，注水量为2 000 m L时，压缩高度比从0.80降到0.50，木屑颗粒床层渗流速度变化幅值为18.92×10~(-4)m/s；相同粒径分布，压缩高度比为0.50，注水量从1 500 m L增加到3 000 m L时，木屑颗粒床层渗流速度变化幅值为1.08×10~(-4)m/s；相同压缩高度比和注水量，全粒径分布、不同级配粒径分布及小粒径分布时木屑颗粒床层最大渗流速度分别为20.7×10~(-4)m/s、15.4×10~(-4)m/s及18.2×10~(-4)m/s，变化幅值为5.3×10~(-4)m/s.在本文研究范围内，压缩高度比对颗粒床层渗流速度影响最大，颗粒级配次之，初始注水量影响最小.综合各类因素考虑，不同粒径级配的木屑颗粒床层，压缩高度比为0.70、注水量为2 000 m L时木屑颗粒床层中的液体渗流特性较好，此时，床层湿度为52.5%，平均渗流速度为9.86×10~(-4)m/s，床层储水量为1 149 m L，床层透水率为42.56%.相关结果可为后续可压缩性颗粒堆积物的存放以及水基灭火剂开发需要关注的参数提供指导.

关键词

木屑颗粒 / 颗粒级配 / 压缩高度比 / 渗流速度 / 透水率 / 床层储水