多孔介質(zhì)導(dǎo)熱性模擬試驗(yàn)及傳熱特性研究.pdf

1、本文基于多孔介質(zhì)傳熱學(xué)理論，采用不同粒徑鋼珠來模擬多孔介質(zhì)材料傳熱試驗(yàn)，通過控制大小鋼珠粒徑和數(shù)目來改變多孔介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了5組不同孔隙率條件下多孔介質(zhì)的傳熱模擬試驗(yàn)，用以分析孔隙率和比表面積對(duì)多孔介質(zhì)等效導(dǎo)熱系數(shù)的影響，利用等效電阻方法建立了二值化傳熱模型，進(jìn)而利用flac3D對(duì)地下巷道圍巖的溫度場(chǎng)分布進(jìn)行了數(shù)值模擬。
　　多孔介質(zhì)孔隙率的變化帶來比表面積的差異，通過分析等效導(dǎo)熱系數(shù)和孔隙率、比表面積之間的關(guān)系，結(jié)果表明在

2、相同比表面積下等效導(dǎo)熱系數(shù)隨孔隙率增加而非線性增加，且孔隙率趨于一定的數(shù)值后，等效導(dǎo)熱系數(shù)越接近。在相同孔隙率下等效導(dǎo)熱系數(shù)隨比表面積的增加而非線性增大，但變化幅度不大，在孔隙率較為接近時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)也相對(duì)接近。本文方法所生成多孔介質(zhì)比表面積、孔隙率和有效熱導(dǎo)系數(shù)數(shù)值預(yù)測(cè)模型有效性均得到了較好驗(yàn)證，進(jìn)一步說明了兩者之間相吻合，這對(duì)以后工程研究也具有指導(dǎo)性意義。
　　基于傳熱學(xué)理論和傅里葉熱導(dǎo)定律，結(jié)合模擬多孔介質(zhì)傳熱試驗(yàn)，構(gòu)建二值化多

3、孔介質(zhì)傳熱模型，計(jì)算其等效導(dǎo)熱系數(shù)，得到計(jì)算多孔介質(zhì)等效導(dǎo)熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)方程。通過試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算值相對(duì)比，計(jì)算值與實(shí)際值相吻合。綜合分析了多孔介質(zhì)在不同孔隙率和比表面積條件下等效導(dǎo)熱系數(shù)的變化情況，在孔隙率較小時(shí)表面積對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響明顯，在表面積較大時(shí)孔隙率對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響明顯，當(dāng)超過一定值后等效導(dǎo)熱系數(shù)趨于穩(wěn)定。通過分析孔隙率和比表面積對(duì)等效導(dǎo)熱系數(shù)影響，給出它們之間函數(shù)關(guān)系表達(dá)式。
　　在不同巷道埋深時(shí)，巖體孔隙率隨深度增加而