气体渗流示踪实验平台的设计与实现

【作者】 曹渊； 王铁良； 田宙； 何增； 王文科；

【机构】 西北核技术研究所五室； 长安大学环境科学与工程学院；

【摘要】 为研究有害气体在地介质中的渗透扩散规律,验证数值模型和程序的可靠性,设计和实现了一个多用途气体渗流示踪实验平台。平台由实验柱系统、示踪气体调制系统、气体及水分测量采集系统、辅助系统组成。其中实验柱系统可以方便地装填均匀、非均匀介质,构建温度相对恒定的气体渗流区域,提供气体输入腔体、预留测量系统及辅助系统的接口;示踪气体调制系统可以调制输出给定压力、浓度的示踪气体(一氧化碳、二氧化碳等);气体测量采集系统用于测量介质中总空压、示踪气体浓度等渗流数据,水分测量系统用于介质含水率、正负压等介质水分环境测量,上述测量均采用信息采集系统进行自动记录;辅助系统包括供排水系统、供排气系统等,其中供排水系统用于测量介质的渗透系数、给水度等参数,以及清洗实验柱中残留的示踪气体;供排气系统用于向实验柱中输入指定压力、浓度的示踪气体,以及用空气置换实验柱中的气体。基于设计的平台,可以开展不同压力、浓度示踪气体在均匀介质或非均匀介质中的渗流实验,以及不同含水率条件下的气体渗流示踪实验,从而获得单一可控条件下的气体渗流实验数据和规律,对于真实地介质中的气体渗流预测具有重要的参考价值。更多还原