液體形態(tài)對(duì)顆粒堆積型多孔介質(zhì)傳遞特性的影響.pdf

1、多孔介質(zhì)的熱、質(zhì)傳遞現(xiàn)象廣泛地存在于自然界以及人類生活中，因此對(duì)多孔介質(zhì)熱、質(zhì)傳遞特性的研究具有極大的工程應(yīng)用背景和科學(xué)價(jià)值。目前，對(duì)含濕多孔介質(zhì)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(zhì)內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)對(duì)其的影響。從微細(xì)觀角度出發(fā)，對(duì)液體對(duì)含濕多孔介質(zhì)的表觀特征和宏觀傳輸特性的影響機(jī)理進(jìn)行深入研究，這將有助于進(jìn)一步了解含濕多孔介質(zhì)宏觀性質(zhì)的具體影響因素。
　　目前，對(duì)含濕多孔介質(zhì)導(dǎo)熱方面的理論研究主要側(cè)重于導(dǎo)熱系數(shù)與含濕率

2、、顆粒粒徑、溫度等關(guān)系的確定，實(shí)驗(yàn)方面主要側(cè)重于研究導(dǎo)熱系數(shù)隨水分含量等因素的變化趨勢(shì)，而很少?gòu)奈⒓?xì)觀角度研究水分對(duì)含濕多孔介質(zhì)表觀性質(zhì)和宏觀傳輸特性的影響機(jī)理。不同含濕率下，液體在含濕多孔介質(zhì)內(nèi)部呈現(xiàn)不同的狀態(tài)，進(jìn)而影響顆粒的聚集狀態(tài)，最終對(duì)含濕多孔介質(zhì)的表觀性質(zhì)和宏觀傳遞特性產(chǎn)生影響。
　　本文中選用玻璃珠模擬堆積顆粒性多孔介質(zhì)，選用純水、0.01mol/L NaCl和0.02mol/LKCl溶液為液相介質(zhì)，利用CCD結(jié)合體式

3、顯微鏡對(duì)含濕多孔介質(zhì)內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察，并測(cè)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(shù)分析儀測(cè)量了不同含濕率下的含濕試樣的導(dǎo)熱系數(shù)，并采用兩相電極法對(duì)含濕試樣的電導(dǎo)率進(jìn)行了測(cè)定。
　　通過(guò)微細(xì)觀觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，含濕率較低時(shí)液體在試樣內(nèi)部的主要存在形式為液橋，含濕率較高時(shí)液體主要以聯(lián)通形式存在。試樣內(nèi)部液體形態(tài)及分布的演化，導(dǎo)致液體對(duì)顆粒的作用力發(fā)生變化，進(jìn)而影響顆粒的聚集狀態(tài)，最終導(dǎo)致含濕試樣表觀體積和導(dǎo)

4、熱系數(shù)的變化。另外，含濕試樣電導(dǎo)率的增長(zhǎng)速率在不同的含濕率階段呈現(xiàn)出不同的趨勢(shì)，低含濕率時(shí)增長(zhǎng)緩慢，而高含濕率時(shí)急劇增大，這與液體在試樣內(nèi)部的存在形態(tài)緊密相關(guān)。反言之，除了微細(xì)觀觀察實(shí)驗(yàn)，也可以通過(guò)電導(dǎo)率的測(cè)試結(jié)果確定含濕多孔介質(zhì)內(nèi)部液體形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換的臨界含濕率。
　　本文基于具體實(shí)驗(yàn)建立了理論模型，推導(dǎo)了液體形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)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(shù)關(guān)系，并通過(guò)理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較，發(fā)現(xiàn)兩者具有較好的