Фильтрация с эрозией осадка в пористой среде

Строительные материалы. 2025. № 10. С. 83–87.

Кузьмина Л. И., Осипов Ю. В.

Модели переноса и фильтрации мелких частиц в пористых средах используются в строительной индустрии при проектировании фундаментов, и подземных сооружений. Жидкость с частицами движется по каналам пористого грунта. При переносе частиц некоторые из них запираются в порах и образуют осадок. При медленном течении жидкости осажденные частицы, задержанные на стенках широких пор или в горловинах узких пор, остаются неподвижными. Жидкость и взвесь не могут оторвать осажденные частицы от мест седиментации. При увеличении скорости потока суспензии или коллоида часть осадка вымывается жидкостью-носителем и переносится по порам. Рассматривается одномерная модель переноса частиц в однородной пористой среде, учитывающая осаждение взвешенных частиц на каркасе и эрозию осадка. Модель задает связь взвешенных и осажденных частиц и баланс седиментации и эрозии осадка. При малой концентрации суспензии интенсивность образования и подъема осадка зависит от функции фильтрации и концентрации взвешенных частиц; эрозия осадка определяется количеством осажденных частиц на каркасе пористой среды. Приводятся аналитические решения модели и асимптотика в виде бегущей волны. Найдена предельная концентрация осадка при одновременном действии механизмов задержания и подъема частиц.
 

Ключевые слова: асимптотика, математическая модель, суспензия, пористый материал, фильтрация, перенос частиц, подъем осадка