等径颗粒圆柱填充床近壁区孔隙率分

图１为用Ｍ蚰ａｂ输出的其中一个八层的填
充床样本的三维输出图，笔者统计采用的所
有样本均可用这种方式输出。

以判断其可靠
性，只要颗粒分辨率足够高，它的统计结果
从某种意义上来说比试验测量更可靠。

容易
判断，笔者此法重构生产的数字化颗粒填充
床等价于对实际等径颗粒填充床进行三维
Ｘ射线扫描重构后的结果，因此，统计样本
的可靠性勿庸置疑。

图２为对两个不同填充床直径与粒径
比样本进行高度（轴向）局部孔隙率统计后
局部平均孔隙率分布的三维阵面剖面图，从
图中容易看出，填充床实际局部孔隙率沿径
向分布极不规则，如同山峦丘壑，时高时低，图１八层颗粒填充床样本
但总体来说，同一个填充床样本靠近边壁处
高丘较多但不规则，越靠近中间处丘壑趋于平缓（这和远离边壁时平均孔隙率趋同规律一致）；不同直径粒径比的样本大致规律相同。

由此容易看出，如此复杂的局部孔隙率分布规律是Ｍｕｌｌｅｒ公式所远远不能描述的（Ｍｕｌｌｅｒ所描述的孔隙变化阵面为壁面处高、
图２ａ孔隙率分布阵面剖面周Ｄ／ｄｐ＝１４１／１１２１２．８２图２ｂ孔隙率分布阵面剖形图Ｄ／ｄｐ＝１４ｉｌｌ７＝８：２９４
越靠近轴心处越低的三维水波类似的阵面图）。

图３为对五组（每组各５０个数字化填充床样本，本文只提供两组图示）不同填充床直径与粒径比的填充床族按Ｍｕｌｌｅｒ方法“车铣”、“称重”、统计后的孔隙率沿径向分布规律与Ｍｕｌｌｅｒ公司预测值的比较图。

由图易知，实际多样本统计出的结果和Ｍｕｌｌｅｒ公式所预测的仍然有一定差异，但基本规律类似，即近壁０．５磊、１．５磊处附件各有一个孔隙率局部极小值，而且随着离壁面距离增加孔隙率振荡趋于定值。

所不同的是，对于大量同填充床直径与粒径比的数字化填充床族的统计结果表明：实际上离壁面大约２～３个粒径时，局部孔隙率统计值趋于一致（Ｍｄｌ日模型预测是６～７个粒径左右）。

为何在上述两种情况下，Ｍｕｅｌｌｅｒ模型都不能很好的预测孔隙率分布？究竟原因何在？笔者考虑了Ｍｕｌｌｅｒ模型预测孔隙率分布的某些结果，发现：
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