Preliminary Investigation of Transparent Soil for use in Heat Transport Experiments

D. Kucharczuk, K.G. Mumford, G.A. Siemens

In the proceedings of: GeoRegina 2014: 67th Canadian Geotechnical Conference

Session: Soil Mechanics

ABSTRACT: Heat transport in the subsurface is important in applications of geothermal energy systems, thermal remediation technologies, and the design of energy foundations. The investigation of these applications at the laboratory scale benefits significantly from an ability to collect temperature data within the porous media system, and at high spatial and temporal resolutions. Temperature measurements made using conventional probes (thermistors or thermocouples) can be limited in their spatial resolution. Higher-resolution methods, such as thermal imaging, are limited to measurements of the outside surface of a laboratory experiment. This paper presents a novel laboratory technique for measuring temperature using a transparent soil, including relationships between the refractive indices of various oils and temperature, as well as results from using these oils as a pore fluid within a transparent soil to investigate the relationship between image intensity and temperature.

RÉSUMÉ: Le transport de la chaleur souterraine est important à déterminer dans l™application des systèmes d'énergie géothermique, des technologies d'assainissement thermique et de la conception des fondations de l™énergie. L™investigation de ces applications en laboratoire permet des avantages tels que mesurer la température à l™intérieur d™un système de milieu poreux ayant une haute résolution spatiale et temporale. Les mesures de température faites avec des sondes conventionnelles (thermocouples) peuvent être limitées par leur résolution spatiale. Les méthodes à haute résolution telles que l'imagerie thermique, sont limitées à des mesures prises aux surfaces externes en laboratoire. Cet article présente une technique de laboratoire ingénieuse qui permet de mesurer la température en utilisant un sol transparent. Cet article présente les relations entre les indices de réfraction de certaines huiles et la température ainsi que les résultats découverts en utilisant ces huiles comme fluide dans un sol transparent et ceci, dans le but d™étudier la relation entre l™intensité des images et la température.

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