液體形態(tài)對顆粒堆積型多孔介質傳遞特性的影響.pdf

1、多孔介質的熱、質傳遞現象廣泛地存在于自然界以及人類生活中，因此對多孔介質熱、質傳遞特性的研究具有極大的工程應用背景和科學價值。目前，對含濕多孔介質的大部分研究主要是基于體積平均法，因而忽略了多孔介質內部微觀結構對其的影響。從微細觀角度出發(fā)，對液體對含濕多孔介質的表觀特征和宏觀傳輸特性的影響機理進行深入研究，這將有助于進一步了解含濕多孔介質宏觀性質的具體影響因素。
　　目前，對含濕多孔介質導熱方面的理論研究主要側重于導熱系數與含濕率

2、、顆粒粒徑、溫度等關系的確定，實驗方面主要側重于研究導熱系數隨水分含量等因素的變化趨勢，而很少從微細觀角度研究水分對含濕多孔介質表觀性質和宏觀傳輸特性的影響機理。不同含濕率下，液體在含濕多孔介質內部呈現不同的狀態(tài)，進而影響顆粒的聚集狀態(tài)，最終對含濕多孔介質的表觀性質和宏觀傳遞特性產生影響。
　　本文中選用玻璃珠模擬堆積顆粒性多孔介質，選用純水、0.01mol/L NaCl和0.02mol/LKCl溶液為液相介質，利用CCD結合體式

3、顯微鏡對含濕多孔介質內部的微觀結構進行了觀察，并測量了含濕試樣在不同含濕率下的表觀體積，利用Hot Disk熱常數分析儀測量了不同含濕率下的含濕試樣的導熱系數，并采用兩相電極法對含濕試樣的電導率進行了測定。
　　通過微細觀觀察實驗發(fā)現，含濕率較低時液體在試樣內部的主要存在形式為液橋，含濕率較高時液體主要以聯通形式存在。試樣內部液體形態(tài)及分布的演化，導致液體對顆粒的作用力發(fā)生變化，進而影響顆粒的聚集狀態(tài)，最終導致含濕試樣表觀體積和導

4、熱系數的變化。另外，含濕試樣電導率的增長速率在不同的含濕率階段呈現出不同的趨勢，低含濕率時增長緩慢，而高含濕率時急劇增大，這與液體在試樣內部的存在形態(tài)緊密相關。反言之，除了微細觀觀察實驗，也可以通過電導率的測試結果確定含濕多孔介質內部液體形態(tài)發(fā)生轉換的臨界含濕率。
　　本文基于具體實驗建立了理論模型，推導了液體形態(tài)發(fā)生轉換的臨界含濕率與液體在顆粒表面的表觀接觸角之間的函數關系，并通過理論計算結果與實驗結果的比較，發(fā)現兩者具有較好的