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Particle transport in porous media: filtration and clogging

01RFDRW

A.A. 2020/21

Course Language

Inglese

Course degree

Doctorate Research in Ingegneria Civile E Ambientale - Torino

Course structure
Teaching Hours
Lezioni 30
Teachers
Teacher Status SSD h.Les h.Ex h.Lab h.Tut Years teaching
Tosco Tiziana Anna Elisabetta   Professore Associato ICAR/03 15 0 0 0 2
Teaching assistant
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Context
SSD CFU Activities Area context
*** N/A ***    
I fenomeni di filtrazione di sospensioni di particelle (colloidi) in mezzi porosi saturi sono di estrema rilevanza in numerose applicazioni ingegneristiche, che spaziano dal trasporto di particelle in sistemi acquiferi alla filtrazione di fluidi in svariate applicazioni industriali. Il corso fornisce conoscenze sia teoriche sia applicate sui processi di filtrazione in mezzi porosi e di clogging (intasamento) ad essi spesso associati. Sono affrontati anche temi inerenti ai sistemi colloidali instabili ed ai fluidi non newtoniani. Gli argomenti sono presentati con un approccio multi-scala, dalla dimensione microscopica alla scala di campo, con particolare riferimento ai processi di filtrazione rilevanti nel settore ambientale (dispersione di nanoparticelle in ambiente sotterraneo, bonifica di acquiferi contaminati).
Filtration processes of suspended particles (colloids) in saturated porous media are extremely relevant in many engineering applications, including particle transport in aquifer systems and fluid filtration in several industrial applications. The course provides theoretical and practical information on filtration processes in porous media and on the associated clogging. Issues related to unstable colloidal systems and particle behavior in non Newtonian fluids also presented. The topics are presented with a multi-scale approach, from the microscopic pore scale to the field scale, with a specific focus on filtration processes of environmental relevance (dispersion of nanoparticles in the subsurface, remediation of contaminated aquifers).
Nessuno
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Introduzione: proprietÓ dei mezzi porosi, flusso e trasporto di soluti e particelle in mezzi porosi. Trasporto di particelle in mezzi porosi alla microscala: stato dell'arte su approcci sperimentali e modellistici (imaging e simulazioni numeriche). Trasporto di particelle in mezzi porosi alla macroscala: equazione di trasporto di massa, meccanismi di interazione colloide/mezzo poroso (interazioni di equilibrio e non equilibrio, deposizione reversibile e irreversibile). Esempi di prove di laboratorio e relativa modellazione. Fenomeni di clogging. Trasporto di sospensioni colloidali instabili. Filtrazione in fluidi non Newtoniani. Applicazioni ambientali: iniezione di nanoparticelle ferrose per la bonifica di acquiferi contaminati. Uso del software MNMs per la simulazione del trasporto di particelle in geometria unidimensionale e radiale
Introduction: properties of porous media, flow and transport of solutes and particles in saturated porous media. Particle transport in porous media at the microscale: state of the art on experimental and modeling approaches (imaging and numerical simulations). Particle transport in porous media at the macroscale: laboratory tests and modeling. Mass transport equations, colloid/porous medium interaction mechanisms (equilibrium and non equilibrium interactions, reversible and irreversible retention). Porous medium clogging. Transport of unstable colloidal suspensions. Particle filtration in non Newtonian fluids. Environmental applications: injection of iron nanoparticles for groundwater remediation. Use of the software MNMs to simulate particle transport in 1D and radial geometries.
A distanza in modalitÓ sincrona
On line synchronous mode
Presentazione report scritto
Written report presentation
P.D.2-2 - Aprile
P.D.2-2 - April


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