[发明专利]一种盐水浓度监测和分析的方法

说明书

本发明涉及矿业工程领域中盐岩水溶开采，尤其涉及一种盐水浓度监测和分析的方法。包括以下步骤：步骤一：设定盐颗粒溶蚀的数学模型公式(1)的初始条件为：t＝0，得到公式(2)，步骤二：运用分离变量法求解公式(2)得到公式(3)，得到不同平面位置z的盐水浓度C(z)，步骤三：在流动水中进行不同平面位置的盐水浓度监测，然后代入公式(3)，得到对流传递系数k。通过对不同平面位置的盐水浓度进行监测和分析，研究盐水浓度在不同平面位置的传递规律，具有良好的理论价值和实际意义。本发明可为考虑传递效率的盐岩动水溶蚀特性的研究提供试验方法和计算依据。

技术领域

本发明涉及矿业工程领域中盐岩水溶开采，尤其涉及一种盐水浓度监测和分析的方法。

背景技术

水溶开采技术始于盐岩采卤，现已成为一门新兴的开采方法。它不仅广泛应用于盐岩水溶采卤，还应用于一些金属矿物的开采。近年来，由于盐岩矿床采卤后溶腔的利用，在地下深处建造大量的盐腔，能够提供一个有效和安全的空间载体储存石油、天然气等能源和放射性废弃物。

受试验条件的限制，以往关于盐岩动水溶蚀特性方面很少研究盐水浓度在不同平面位置的传递规律。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种盐水浓度监测和分析的方法，通过对不同平面位置的盐水浓度进行监测和分析，研究盐水浓度在不同平面位置的传递规律，具有良好的理论价值和实际意义。

本发明是这样实现的：

本发明提供了一种盐水浓度监测和分析的方法，包括以下步骤：

步骤一：基于质量守恒原则的盐颗粒溶蚀的数学模型用公式(1)来描述:

式中，C(z，t)为t时刻位置为z处的盐水浓度(kg/m³)，为流体平均流速(m/s)，t为溶蚀时间(s)，z为位置(m)，k为对流传递系数(m/s)，a为单位体积盐颗粒的截面面积(m^-1)，C*为盐水饱和浓度(kg/m³)；

设定公式(1)的初始条件为：t＝0，当t＝0时公式(1)可简化为公式(2)：

步骤二：运用分离变量法求解公式(2)得到公式(3)，得到不同平面位置z的盐水浓度C(z)：

步骤三：在流动水中进行不同平面位置的盐水浓度监测，通过设定盐粒添加处为起始点，并以该位置为起始点，测定水流方向上离起始点不同距离处的盐水浓度，然后代入公式(3)，得到对流传递系数k。

进一步地，利用盐水浓度监测装置进行盐水浓度的监测，所述盐水浓度监测装置，包括沿水流方向依次连接的进水管、流量计、通水管、水槽，所述进水管上设有水阀，所述水槽的另一端开口。

所述水槽为矩形空腔体，由前壁、左侧壁、右侧壁和槽底组成。

所述水槽的长度不小于0.1米，否则增加试验误差。

所述通水管与所述水槽为可分离连接，更进一步地，所述通水管位于所述水槽的前壁上方。

所述流量计设有进水口和出水口，所述进水管通过所述进水口与所述流量计连接，所述通水管通过所述出水口与所述流量计连接。

所述盐水浓度监测装置在使用时，通过调整水阀调节水的流量，流量计显示流量数值，将盐粒通过漏斗均匀加入水槽中，同时将通水管放入水槽中，一段时间后，移开通水管，以盐粒添加处为起始点，测定水流方向上离起始点不同距离处的盐水浓度。