Two-Dimensional Continuous Model in Bimolecular Reactive Transport

Abstract

En este trabajo, se propone un modelo continuo 2D para estudiar la interacción en la interfaz de los procesos de transporte reactivo en medios porosos. El análisis de la segregación producida por una deficiente homogeneización de reactivos a escala porosa se aborda mediante un modelo heurístico paramétrico que considera el gradiente relativo de las especies reaccionantes involucradas en el proceso. Las microindiferencias se incorporan mediante coeficientes de dispersión mecánica longitudinales y transversales. Se considera un modelo continuo bidimensional para el transporte reactivo bimolecular, donde los parámetros de modelado se estiman numéricamente a partir de datos experimentales. Se observa un efecto competitivo entre la segregación y la dispersión, que se analiza mediante experimentos numéricos. El modelo bidimensional reproduce adecuadamente tanto la masa total del producto como su incremento con la velocidad de flujo y la inhomogeneidad del frente de avance. La metodología empleada es sencilla y rápida, y los resultados numéricos presentados aquí indican su eficacia.

In this work, a continuum 2D model is proposed to study the interaction at the interface of reactive transport processes in porous media. The analysis of the segre-gation produced by a poor reactant homogenization at poral scale, is addressed by a parametric heuristic model that considers the relative gradient of the reacting spe-cies involved in the process. The micro inhomogeneities are incorporated by means of longitudinal and transversal mechanical dispersion coefficients. A two-dimensional continuous model for the bimolecular reactive transport is consid-ered were modelling parameters are estimated numerically from experimental data. A competitive effect between segregation and dispersion is observed that is analysed by means of numerical experiments. The two-dimensional model reproduces properly both the total mass of the product as well as its increase with the velocity of flow and the inhomogeneity of the advance front. The methodology used is sim-ple, fast and the numerical results presented here indicate its effectiveness.

Neste trabalho, um modelo 2D contínuo é proposto para estudar a interação na interface de processos de transporte reativo em meios porosos. A análise da segregação produzida por uma homogeneização deficiente de reagentes em escala porosa é abordada por um modelo heurístico paramétrico que considera o gradiente relativo das espécies reagentes envolvidas no processo. As microinomogeneidades são incorporadas por meio de coeficientes de dispersão mecânica longitudinal e transversal. Um modelo contínuo bidimensional para o transporte reativo bimolecular é considerado, no qual os parâmetros de modelagem são estimados numericamente a partir de dados experimentais. Um efeito competitivo entre segregação e dispersão é observado, o qual é analisado por meio de experimentos numéricos. O modelo bidimensional reproduz adequadamente tanto a massa total do produto quanto seu aumento com a velocidade do fluxo e a não homogeneidade da frente de avanço. A metodologia utilizada é simples, rápida e os resultados numéricos aqui apresentados indicam sua eficácia.