Simulation of Flow of Mixtures Through Anisotropic Porous Media using a Lattice Boltzmann Model

We propose a description for transient penetration simulations of miscible and immiscible fluid mixtures into anisotropic porous media, using the lattice Boltzmann (LB) method. Our model incorporates hydrodynamic flow, diffusion, surface tension, and the possibility for global and local viscosity variations to consider various types of hardening fluids. The miscible mixture consists of two fluids, one governed by the hydrodynamic equations and one by diffusion equations. We validate our model on standard problems like Poiseuille flow, the collision of a drop with an impermeable, hydrophobic interface and the deformation of the fluid due to surface tension forces. To demonstrate the applicability to complex geometries, we simulate the invasion process of mixtures into wood spruce samples.Comment: Submitted to EPJ

Verfahrensentwicklung zur physikalischen Abtrennung schwermetallbeladener Anteile von Sedimenten aus Fluessen des Erzgebirges Abschlussbericht

In many rivers of the Erzgebirge mountains the water and sediments are polluted by heavy metals, owing to the here found ores, but especially to their mining, processing, metallurgy and to metal working. In spite of the higher restrictions for input of waste waters, these sediments are for a lot of time sources of new pollution for the Mulde and Elbe system owing to remobilisation. Results of tests as to separate these heavy metals from sediments by physical means (attrition, classification, gravity separation flotation and especially magnetic separation) are stated. For the magnetic separation tests a highgradient magnetic separator was automated and a permanent magnet tube separator was created. The tested sediments are sampled from the rivers Freiberger Mulde, Triebisch, Mueglitz, from the 'Roter Graben' near Freiberg and from the water reservoirs Kriebstein, Glauchau, Malter and so on. The sediments can be devided into four types of different urgency for decontamination. The mostly contaminated sediments cannot be decontaminated sufficiently by physical means alone. Two schemes of technologies for the handling finer respectivley coarser sediments were worked out. The mean processes of the technologies are in both cases the attrition, desliming and removing of the light fraction. In the deslimed fraction of different sediments the content of some heavy metals can be reduced additional by gravity and magnetic separation. (orig.)In vielen Fluessen des Erzgebirges sind durch die Erzvorkommen, insbesondere aber durch deren Abbau, Aufbereitung, Verhuettung und Verarbeitung das Wasser und die Sedimente mit Schwermetallen verunreinigt. Sie stellen trotz jetzt schaerferer Einleitungsvorschriften noch laengere Zeit durch Mobilisierung Quellen fuer die Verunreinigung des Mulde- und Elbe-Systems dar. Ergebnisse der Untersuchungen zur physikalischen Abscheidung von Schwermetallen aus Sedimenten mittels Attrition und Klassierung, Dichtesortierung, Flotation und insbesondere Magnetscheidung werden dargelegt. Fuer letztere wurde auch ein Labor-Hochgradientmagnetscheider automatisiert und ein Permanentmagnet-Rohrscheider entwickelt. Die untersuchten Sedimente wurden aus der Freiberger Mulde, dem Roten Graben bei Freiberg, der Triebisch, der Mueglitz sowie den Stauseen Kirebstein, Glauchau und Malter entnommen. Zum Vergleich wurden auch Teichsedimente und Ackerbspuelungen herangezogen. Die Sedimente koennen in vier Typen eingeteilt werden mit unterschiedlicher Dringlichkeit der Sanierung. Die am staerksten verunreinigten Sedimente koennen mit physikalischen Verfahren allein nicht ausreichend gereinigt werden. Zwei Technologievorschlaege fuer feinkoernige bzw. grobkoernige Sedimente wurden erarbeitet. Hauptverfahrensschritte sind stets Attrition und Entschlaemmung sowie Leichtgutabscheidung. Mit Dichtesortierung und Magnetscheidung koennen im entschlaemmten Material bei verschiedenen Sedimenten bestimmte Schwermetallgehalte zusaetzlich stark gesenkt werden. (orig.)Available from TIB Hannover: F95B2522+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEBundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany); Saechsisches Staatsministerium fuer Umwelt und Landesentwicklung, Dresden (Germany)DEGerman

Verfahrensentwicklung zur physikalischen Abtrennung schwermetallbeladener Anteile von Sedimenten aus Fluessen des Erzgebirges Abschlussbericht

In many rivers of the Erzgebirge mountains the water and sediments are polluted by heavy metals, owing to the here found ores, but especially to their mining, processing, metallurgy and to metal working. In spite of the higher restrictions for input of waste waters, these sediments are for a lot of time sources of new pollution for the Mulde and Elbe system owing to remobilisation. First results of tests as to separate these heavy metals from sediments by physical means (flotation, gravity separation and especially magnetic separation) are stated. The tested sediments were sampled from the rivers Freiberger Mulde and Triebisch, from the ''Roter Graben'' near Freiberg and from the water reservoirs Kriebstein, Glauchau and Malter and so on. The samples and separation products were tested by chemical analysis for Fe, Cd, As, Pb, Cu, Ni, Zn, Cr and ignition loss and also for their magnetic susceptibility. Magnetic separation till now was dry tested, but wet separators (permanent magnetic tubes and a high gradient magnetic separator) were prepared for further works. (orig.)In vielen Fluessen des Erzgebirges sind durch die Erzvorkommen, insbesondere aber durch deren Abbau, Aufbereitung, Verhuettung und Verarbeitung das Wasser und die Sedimente mit Schwermetallen verunreinigt. Sie stellen trotz jetzt schaerferer Einleitungsvorschriften noch laengere Zeit durch Mobilisierung Quellen fuer die Verunreinigung des Mulde- und Elbe-Systems dar. Erste Ergebnisse zum Versuch der physikalischen Abscheidung der Schwermetalle aus Sedimenten mittels Flotation, Dichtesortierung und insbesondere Magnetscheidung werden dargelegt. Die untersuchten Sedimente wurden aus der Freiberger Mulde, dem Roten Graben bei Freiberg, der Triebisch sowie den Stauseen Kriebstein, Glauchau und Malter entnommen. Zum Vergleich wurden auch Teichsedimente und Ackerabspuelungen herangezogen. Die Proben und Produkte werden durch chemische Analysen auf Fe, Cd, As, Pb, Cu, Ni, Zn, Cr und Gluehverlust sowie durch Messung der magnetischen Suszeptibilitaet charakterisiert. Zur Magnetscheidung wurden bisher vor allem trocken arbeitende Scheider eingesetzt. Durch Aufbau von permanentmagnetischen Rohrscheidern und die Automatisierung eines Labor-Hochgradient-Magnetscheiders wird die Versuchsausruestung erweitert. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F94B0174+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Forschung und Technologie (BMFT), Bonn (Germany)DEGerman