VEGAS-Project: Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Dampfausbreitung in gesättigten porösen Medien

Das Verfahren der Dampfinjektion ist bereits erfolgreich fürSanierung von Schadensfälle in der ungesättigten Bodenzone oberhalb desGrundwasserspiegels eingesetzt worden. DNAPL Schadensfälle sindjedoch nicht auf die ungesättigte Bodenzone beschränkt und deshalbwird momentan die Anwendbarkeit des Verfahrens zur Sanierung vonKontaminationen in der gesättigten Bodenzone untersucht. Obwohl dieProzesse der Dampfausbreitung dabei prinzipiell ähnlich sind wie inder ungesättigten Bodenzone, so kann sich dennoch deren Einfluß aufdas Prozessverhalten stark unterscheiden. Auftriebseffekte, welchein der ungesättigten Zone von untergeordneter Bedeutung sind, könnenin der gesättigten Bodenzone maßgeblich die Ausbreitung der Dampffrontbeinflussen.

Zielsetzung der Arbeit war es das Prozessverständnis für dasnicht-isotherme Mehrphasensystem, welches sich bei der Dampfinjektionin ein gesättigtes poröses Medium einstellt, zu verbessern. Dazu wurdenexperimentelle Untersuchungen im Labormaßstab durchgeführt und ein robustes,prognosefähiges numerisches Modell entwickelt, mit dem weiterführendeUntersuchungen angestellt werden konnten. Die einzelnen Arbeitsschritteund deren Interaktionen sind in unten stehender Abbildung dargestellt.

Die Verknüpfung von experimentellen und numerischen Untersuchungenresultierte in einem verbesserten Prozessverständnis des untersuchtennicht-isothermen Mehrphasensystems. Dabei zeigte sich, dass dasAusbreitungsverhalten einer Dampffront in einem gesättigten porösenMedium stark von dem Verhältnis der auftretenden viskosen Kräfte undAuftriebskräfte beeinflusst wird.
Mit dem entwickelten robusten numerischen Modellkonnte die Dampfausbreitung in den durchgeführten Experimentenals auch für eine Pilotsanierung erfolgreich simuliert werden. Durchdas gewonnene Verständnis der relevanten Prozesse und Parameter wares möglich Planungshilfen zur Auslegung von Dampfinjektionen zur Verfügungzu stellen.

Helmig, Rainer
Class, Holger

Ochs, Steffen Oliver

LH2

01/2003 - 12/2006

VEGAS