Knikkertoren toont strijd olie en water
26 februari 2007
Hoe reageren water en olie nu écht op elkaar? Tot nu toe konden
onderzoekers dat alleen in het lab bestuderen. NWO-onderzoeker Twan
Gielen ontwierp een simulatieprogramma om de interacties tussen olie
en water buiten het lab te bestuderen. Dit levert inzicht in het
gedrag van vervuild grondwater. Gielen promoveert 5 maart aan de
Technische Universiteit Delft.
Wetenschappers willen graag weten hoe water en olie zich in de grond
gedragen. De formule die dit gedrag beschrijft komt uit het lab. Deze
formule gaat ervan uit dat olie en water in evenwicht zijn. Dan speelt
alleen verzadiging van vloeistoffen een rol. Probleem is dat in de
praktijk meer factoren meespelen. Bijvoorbeeld tijd en plaats van de
vloeistoffen. Onderzoeker Gielen ontwikkelde een model om de
werkelijkheid na te bootsen op microschaal. Dit model ziet er uit als
een toren van kleine knikkers.
Zandkorrels
De plastic knikkers hebben een diameter van ongeveer 0,1 mm. De toren
is dertig knikkers breed, dertig knikkers diep en veertig knikkers
hoog. Dat is het maximum waarmee de computers kunnen rekenen. De
knikkers stellen de porieholtes tussen zandkorrels voor. Deze holtes
verbinden de poriën met elkaar. De simulaties van Gielen gaven een
goed beeld van de verdeling van de olie- en waterstromen in die
holtes.
Tijd
Het fenomeen waar alles om draait in het onderzoek naar
vloeistofgedrag is het drukverschil tussen olie en water: capillaire
druk. Als je die druk kunt berekenen, kun je bepalen hoe olie en water
zich verplaatsen ten opzichte van elkaar. Gielen maakte met zijn
gegevens een uitbreiding op de traditionele beschrijving van
capillaire druk. Zo kan hij het gedrag van deze twee vloeistoffen
realistischer beschrijven. Voor het eerst kon hij dit gedrag door de
tijd heen volgen. In de toekomst willen onderzoekers precieze
berekeningen gaan maken van de verplaatsing van
grondwaterverontreiniging.
Een toren van onderling verbonden knikkers simuleert de holle ruimte
tussen zandkorrels. Een toren van onderling verbonden knikkers
simuleert de holle ruimte tussen zandkorrels. Hier stromen olie (rood)
en water (blauw) doorheen.
Klik op de afbeelding voor een grotere versie
..............................
Meer informatie:
* ir. Twan Gielen (Technische Universiteit Delft)
* t: +31612887612, twjgielen@hotmail.com
* promotie 5 maart aan de Technische Universiteit Delft
* promotor: Prof. dr. ir. S.M. Hassanizadeh
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek