含濕多孔介質(zhì)熱濕傳遞機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬分析.pdf

1、含濕多孔介質(zhì)熱質(zhì)傳遞問(wèn)題是自然界和生產(chǎn)生活中廣泛存在的現(xiàn)象，因此對(duì)多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行研究具有非常重要的應(yīng)用意義及科學(xué)價(jià)值。含濕多孔介質(zhì)微細(xì)觀層面熱質(zhì)傳遞過(guò)程決定宏觀傳遞現(xiàn)象，從孔隙尺度認(rèn)識(shí)含濕多孔介質(zhì)熱質(zhì)傳遞過(guò)程和機(jī)理對(duì)進(jìn)一步了解含濕多孔介質(zhì)熱質(zhì)傳遞的宏觀性質(zhì)很有幫助。
　　本文以不同含濕率的沙子作為多孔介質(zhì)研究對(duì)象，利用CCD結(jié)合體式顯微鏡通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察了不同含濕沙子孔隙尺度的水分形態(tài)分布，同時(shí)對(duì)沙子在加熱條件下的水分?jǐn)U散形

2、態(tài)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)觀察與分析，從孔隙尺度對(duì)含濕多孔介質(zhì)熱質(zhì)傳遞機(jī)理進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，低含濕率時(shí)，液體在試樣內(nèi)部主要以液橋形式存在，隨著加熱進(jìn)行，近熱源區(qū)域水分蒸發(fā)，與遠(yuǎn)離熱源區(qū)域形成濃度差，但是此時(shí)水分不連通，液體不能在不同孔隙間“跳躍”，因而較遠(yuǎn)區(qū)域的液體也無(wú)法向近熱源區(qū)域擴(kuò)散。而高含濕率時(shí)，液體主要以聯(lián)通水形式存在，因?yàn)榇藭r(shí)水分相互連通，遠(yuǎn)離熱源區(qū)域的液體會(huì)在毛細(xì)力的驅(qū)動(dòng)下向近熱源區(qū)域流動(dòng)。
　　在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，建立了多孔介質(zhì)熱

3、質(zhì)傳遞模型，模型中引入毛細(xì)系數(shù)，根據(jù)液體在孔隙內(nèi)的分布形態(tài)來(lái)考慮毛細(xì)壓差引起的液體流動(dòng)。
　　對(duì)加熱條件下含濕多孔介質(zhì)溫度分布和水分分布進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和模擬分析，結(jié)果表明，低含濕率時(shí)，不考慮毛細(xì)力的驅(qū)動(dòng)引起的液體流動(dòng)時(shí)，模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果較接近，而考慮毛細(xì)力的驅(qū)動(dòng)引起的液體流動(dòng)時(shí)模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差較大，因此低含濕率時(shí)可忽略不同區(qū)域間含濕率不同而產(chǎn)生的毛細(xì)壓差引起的液體流動(dòng)。高含濕率時(shí)，考慮毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)引起的液體流動(dòng)時(shí)，模擬結(jié)