Осаждение разнородных частиц в пористом материале

Фильтрация суспензий и коллоидов в пористых материалах встречается при строительстве и эксплуатации гидросооружений, туннелей и подземных хранилищ. Модели фильтрации используются при расчете проникновения укрепителя в рыхлый грунт, при очистке питьевой воды и промышленных стоков. В процессе фильтрации взвешенные частицы проходят через крупные поры и застревают на входе пор малого диаметра. Задержанные частицы образуют неподвижный осадок. Рассматривается модель фильтрации полидисперсной суспензии в пористом материале. Целью работы является изучение профилей осадка – зависимости концентрации осажденных частиц от расстояния до входа пористого материала при фиксированном времени. Методом характеристик построено точное решение модели. Показано, что при фильтрации полидисперсной суспензии распределение осадка различное у разных типов частиц. Профиль осадка самых больших частиц всегда монотонно убывает, а профиль осадка частиц наименьшего размера не является монотонным. Он убывает при малом времени, затем на графике появляется точка максимума, движущаяся вдоль пористой среды при увеличении времени. После того как точка максимума достигнет выхода из пористого материала, профиль осадка становится монотонно возрастающим. Профили осадка частиц промежуточных размеров и профиль полного осадка либо монотонны, либо немонотонны в зависимости от параметров модели. Исследовано поведение точек максимума немонотонных профилей.