Study of the behavior of solid reagents in aquifer confined under different conditions of chemical kinetics
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
Description
This research presents a numerical solution of the multicomponent reactive transport problem in a two-dimensional saturated porous media under steady fow conditions. The solved problem is a system with two simultaneous reactions, one instantaneous and another slow relative to the groundwater fow and the physical processes of solute transport, assuming that the aquifer is physically homogeneous and does not exhibit any temporal or spatial variations in temperature.
Based on the methodology proposed by Molins et al. [1] and developed by Donado et al. (submitted to Water Resour. Res.) [2], the reactive transport system is decoupled into two components, one for each reaction (equilibrium and kinetic). Thus, the conservative component represents the equilibrium reaction and the kinetic component the slow reaction. This way the multicomponent reactive system is reduced to the solution of two partial differential equations.
The main outcome of this research is that the equilibrium reaction rate can be defned as a function of the mixing and the kinetic reaction rate.
Esta investigación presenta una solución numérica del problema de transporte reactivo multicomponente en un acuífero confnado bajo condiciones de fujo estacionario. Se analiza un problema de dos reacciones simultáneas, una instantánea y otra lenta, respecto al fujo de agua y los procesos físicos del movimiento de solutos, asumiendo que el acuífero tiene características físicas homogéneas y no presenta variación temporal y espacial de la temperatura. Tomando como base la metodología propuesta por Molins et al. [1] y desarrollada por Donado et al. (Enviado a Water Resour. Res.) [2], se realiza el desacople del sistema de transporte mediante la defnición de una componente conservativa y una cinética, que permiten separar las reacciones cinéticas de las de equilibrio, transformando el sistema de transporte en dos ecuaciones diferenciales parciales. El principal resultado de la investigación muestra que las reacciones en equilibrio pueden defnirse como función de la mezcla y de la reacción cinética.
Esta investigación presenta una solución numérica del problema de transporte reactivo multicomponente en un acuífero confnado bajo condiciones de fujo estacionario. Se analiza un problema de dos reacciones simultáneas, una instantánea y otra lenta, respecto al fujo de agua y los procesos físicos del movimiento de solutos, asumiendo que el acuífero tiene características físicas homogéneas y no presenta variación temporal y espacial de la temperatura. Tomando como base la metodología propuesta por Molins et al. [1] y desarrollada por Donado et al. (Enviado a Water Resour. Res.) [2], se realiza el desacople del sistema de transporte mediante la defnición de una componente conservativa y una cinética, que permiten separar las reacciones cinéticas de las de equilibrio, transformando el sistema de transporte en dos ecuaciones diferenciales parciales. El principal resultado de la investigación muestra que las reacciones en equilibrio pueden defnirse como función de la mezcla y de la reacción cinética.
Keywords
hydrogeology, reactive transport of solutes, chemical kinetics, reaction rates, hidrogeología, transporte reactivo de solutos, cinética química, tasas de reacción