Changeset 176 for diplomarbeit

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05/15/12 17:19:06 (13 years ago)

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phil

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diplomarbeit/Ausarbeitung.tex

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-%\include{Kapitel_2}
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-%
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-\include{Einfuehrung_Saeulen}

diplomarbeit/Kapitel_3.tex

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-\section{Versuchsdurchführung}
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-alle Leitungen gründlich mit Wasser gespült, um restliche Lösungen alt
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-Piezometer geöffnet. Als erstes wurde der Druck zwischen beiden Leitungen  ausgeglichen. Dazu wurde eine Brücke, die über je ein Dreiwegeventil an die Leitungen angeschlossen war, geöffnet.  Dann wurde ein unterer und ein oberer Referenzpunkt gesetzt. Dazu wurde die Brücke wieder geöffnet und der Wasserspiegel in einem Piezometerrohr abgesenkt, wodurch er im anderen erhöht wurde. Die drei Kalibriepunkte wurden mittels HART-Modem auf den R
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-residualgesättigten Säulen wurden zunächst mit einer Tensidlösung und anschließend mit Wasser gespült. Die Randbedingungen der einzelnen Säulen sind in Tabelle \ref{tab:Bedingungen} aufgelistet. Von Tensidlösung auf Wasser wurde umgeschalten, sobald die Emulsion au
+sämtliche Leitungen gründlich mit Wasser gespült, um mögliche Rückstände vorig
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+dem Piezometer geöffnet. Als erstes wurde der Druck zwischen beiden Leitungen  ausgeglichen. Dazu wurde eine Schlauchbrücke, die über Dreiwegeventile an die Piezometerleitungen angeschlossen war, geöffnet. Nachdem sich in beiden Leitungen die gleiche Druckhöhe eingestellt hatte wurde diese an die Druckaufnehmer angelegt, indem die Verbindungen wieder geöffnet wurden. Im zweiten Schritt wurde ein unterer und ein oberer Referenzpunkt gesetzt. Dazu wurde die Brücke wieder geöffnet und der Wasserspiegel in einem Piezometerrohr abgesenkt, wodurch er im anderen erhöht wurde. Die drei Kalibrierpunkte wurden mittels HART-Modem auf den Messr
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+Säulen  wurden durch Saniert indem zunächst mit einer Tensidlösung und anschließend mit Wasser gespült wurde. Um eine vollständige Sanierung zu erhalten und eine mögliche Restkontamination bilanzieren zu können wurden die Säulen mit Isopropanol (kurz IPA,  syn. 2-Propanol, grade: technisch) und einer weiteren Wasserspülung nachgespült. Die Randbedingungen der einzelnen Säulen sind in Tabelle \ref{tab:Bedingungen} aufgelistet. Von Tensidlösung auf Wasser wurde umgeschalten, sobald da
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-\subsection{Messgrößen}
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--VIS)-Detektor bei $210 nm$ bzw $315 nm$ gemessen, abhängig von der Konzentration. Zur Auswertung standen vier Methoden zur Verfügung, die sich in der Wellenlänge der Messung und dem zu grunde gelegten Kalibrierbereich unterschieden. Dadurch sollten  Messungenauigkeiten  gering gehalten werden. Proben mit einer Konzentration am Randbereich einer Kalibrierung wurden außerdem noch der zweiten passenden Methode gemessen. Die Proben wurden unmittelbar vor der Messung mit $1/100$ in Methanol verdünnt. Falls Makroemulsion gemessen werden sollte, wurden die Probe in zwei Schritten verdünnt. Im ersten Schritt wurden $2 ml$ in $20 ml$
+VIS)-Detektor bei $210$ nm bzw. $315$ nm gemessen, abhängig von der erwarteten Konzentration. Zur Auswertung standen vier Methoden zur Verfügung, die sich in der Wellenlänge der Messung und dem zu grunde gelegten Kalibrierbereich unterschieden. Dadurch sollten  Messungenauigkeiten  gering gehalten werden. Proben mit einer Konzentration am Randbereich einer Kalibrierung wurden außerdem noch der zweiten passenden Methode gemessen. Die Proben wurden unmittelbar vor der Messung mit $1/100$ in Methanol verdünnt. Falls Makroemulsion gemessen werden sollte, wurden die Probe in zwei Schritten verdünnt. Im ersten Schritt wurden $2$ ml in $20$ ml
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-Die Dichte wurde durch Wägung eines definierten Volumens für alle Proben bestimmt. Kleine Gläschen wurden mit einem Gummistopfen versehen und gewogen. Dann wurden mittels einer Spritze $2,5 ml$ Probe zugegeben und wieder gewogen. Aus der Massendiverenz geteilt durch das zugegebene Volumen ergibt sich die Dichte der Probe.
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-Verwendeten "Fast-Scan-Modus" des Geräts dauerte die Messung bis zu zehn Minuten, daher wurden nicht alle Proben gemessen. Die Messung erfolgte parallel zum Versuch da sie darüber aufschluss gibt, wann die maximal gelöste Konzentration (niedrigste OFS) vorliegt und wann die Sanierung beendet ist (OFS entspricht der von Wasser: $72,75 mN/m$
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-die Viskosität bestimmt. Diese wurde mit einem Ubbelohde-Vikosimeter dreifach gemessen. Da die Viskosität im Versuchsverlauf schnell  wieder abnahm und die Messung sehr Zeitaufwändig war, wurde sie nur an den Proben durchgeführt, für die die maximal
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-%Die Kalibrierung der Sensoren erfolgte über Piezometer. Simatic PDM. HART.
+genutzten "Fast-Scan-Modus" des Geräts dauerte die Messung bis zu zehn Minuten, daher wurden nicht alle Proben gemessen. Die Messung erfolgte parallel zum Versuch da sie darüber aufschluss gibt, wann die maximal gelöste Konzentration (niedrigste OFS) vorliegt und wann die Sanierung beendet ist (OFS entspricht der von Wasser: $72,75$ mN/m
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+zudem die Viskosität bestimmt. Diese wurde mit einem Ubbelohde-Vikosimeter dreifach gemessen. Da die Viskosität im Versuchsverlauf schnell  wieder abnahm und die Messung sehr Zeitaufwändig war, wurde sie nur an den Proben durchgeführt, für die aufgrund des Aussehens und des Fließverhaltens eine erhöht
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diplomarbeit/Kapitel_4.tex

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-\section{Phasenverhalten in der S"aule}
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+Abhängig von der homogennität der Sandpackung konnte während des Aufsättigen der Säulen mit CS$_2$ das anlegen von Schichten ("layering", vgl Abbildung \ref{pic:säulenprobs}) beobachtet werden. Auffällig war dieses Phänomen vornehmlich im Feinsand. Die Schichtungen entstehen während des Packungsvorgangs, werden aber erst sichtbar durch den angefärbten DNAPL, der sich zwischen die Schichtungen legt. Verursacht wird es durch nicht konstantes rießeln des Sandes, beispielsweise, wenn dieser feucht ist, das Fallrohr nicht gleichmäßig schwingt oder schief eingebaut ist. Durch das Layering ist die Verteilung des DNAPLs nicht homogen, es entstehen Bereiche mit größerer und kleinerer Einlagerung. Dadurch kann der DNAPL auch nicht gleichmäßig ausgetragen werden. Dies erschwert die Bewertung der Sanierung und die Vergleichbarkeit verschiedener Versuche.\bigskip
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+Vor allem im Mittelsand trat eine andere Unregelmäßigkeit auf: der Einschluss von Luft (vgl. Abbildung \ref{pic:säulenprobs}). Luft in der Säule ist unerwünscht, da sie Poren blockiert. Dies führt dazu, dass sich feste Flusspfade ausbilden und daher nicht mehr alle Bereiche der Säule in gleichem Maße durchströmt werden. Die Lufteinschlüsse werden durch die veränderte Lichtbrechung am Säulenrand sichtbar. Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie Luft in die Säule gelangen kann. Zum einen kann sie sich vor dem Wassersättigen bereits in der Säule befinden. Nämlich dann, wenn das vorangegangene CO$_2$-fluten nicht ausreichte oder die Säule vor dem Wassersättigen längere Zeit mit undichten Verschlüssen stand. Luft kann aber auch mit dem Fluid eingetragen werden. Zum beispiel durch nicht ausreichend entgastes Wasser oder eingasen in Leitungen und Verbindungen durch den Unterdruck der Strömung sowie Partialdruck der Luft. Werden Luftblasen erst nach dem Aufsättigen mit CS$_2$ festgestellt, ist es auch möglich, dass dieses aus der Lösung ausgegast ist. Aufgrund der hohen Flüchtigkeit der Substanz kann dies vor allem bei höheren Temperaturen vorkommen.
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-\begin{figure}
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-\end{figure}
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+Finger wie in Abbildung \ref{fingering_mob} im der zweiten Säule von links zu sehen,treten auf wenn die treibende Kraft der Strömung größer wird als die Kapillarkräfte. Das Verhältnis dieser beiden Kräfte wird durch die Bondzahl ausgedrückt (Gleichung \ref{eqn:bond number}). Sie entstehen durch das instabil werden der Grenzfläche zwischen zwei nichtmischbaren Fluiden, wenn das eine in das andere eindringt. Die in \ref{fingering_mob} zu sehenden Farbfinger bestehen vermutlich größtenteils aus Tracerfarbstoff. Die beiden mit Feinsand gepackten Säulen wurden versehendlich zu stark angefärbt.Zum Zeitpunkt als das Foto entstand war bereits ein Großteil des DNAPLs entfernt. Im Oberen Teil der Säule ist noch die typisch weiße Emulsion zu sehen, wärend darunter die klare Tensidlösung nachläuft und in den Farbstoff eindringt.
+Bei anderen Versuchen konnten keine derartig ausgeprägte Finger beobachtet werden.
+%Ergebnisse Grenzflächentest Tracer
+Im gleichen Bild in der Säule rechts ist zu sehen wie Phase absinkt, das heißt vertikal mobilisiert wird. 
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+\begin{figure}
+\centering
+\includegraphics[width=\textwidth]{col_selection/fingering_mob}
+\caption{Fingering und Mobilisierung}
+\label{fingering_mob}
+\end{figure}
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-\begin{figure}
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-\label{gequollen}
-\end{figure}
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-%BILDER!!!