多孔介质传热传质想法
多孔介质传热传质理论与应用
多孔介质传热传质理论与应用多孔介质传热传质理论是一种对多孔介质的物理性质的科学研究，因为历史上没有人直接从孔隙结构中去分析传热传质过程，所以这一理论很长时间没有发展。
多孔介质传热传质是物理概念，指在给定介质中发生的热量和物质的传输。
孔介质传热传质理论是以传热学、分子动力学、流体力学等跨学科为基础而建立起来的一种新兴理论，其目的是要研究多孔介质传热传质的形式，有效地利用多孔介质传热传质的原理，为解决各种由多种热力学系统的传热传质问题进行理论研究和实验研究。
多孔介质传热传质理论有很多应用，其中最主要的应用之一是工业热交换器的设计。
此外，多孔介质传热传质理论还可用于研究如煤层气、页岩气和混合热源在多孔介质中的热传导和热扩散特性，从而实现热源的有效调节和利用。
此外，多孔介质传热传质理论也可以用于估算地表层和深层地质中的热传导特性，以及研究对地表层的热设计。
多孔介质传热传质理论是多孔介质研究领域新兴的理论，在一定程度上改变了传热传质的研究方法，积极促进了各种介质传热、传质以及传热传质过程的研究，产生了深远的影响。
受多孔介质传热传质理论影响，研究者们开发出新型的工业热交换器，可以实现更高效、更智能的能量利用。
由于多孔介质传热传质理论完善了介质传热和传质的理论，使得热交换器变得更加精确、更加高效，并取得了更好的效果。
此外，多孔介质传热传质理论还为我们提供了新的机遇：可以更加有效地利用深层地质的热量，以及如混合热源的有效利用等。
多孔介质传热传质理论提供了一种智能化的解决方案，将多种热力学介质有效地传输到需要传输的目标，从而实现有效利用能源的目的。
综上所述，多孔介质传热传质理论是一种新兴的理论，对介质传热传质过程的研究产生了巨大的影响，并在工业热交换器的设计、混合热源的影响以及深层地质热量的利用等方面，带来了新的机遇和研究方向，预示着多孔介质传热传质理论在未来将会发挥更大的作用。
多孔介质传热学概论
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y传热学课程报告报告题目：多孔介质传热学概论院系：班级：姓名：学号：二零一二年十月摘要：本文对多孔介质及其基本结构、传热传质的理论基础做了相关介绍，并对多孔材料的应用进行了说明和预期。
关键词：多孔介质；传热学；孔隙率；渗透率；导热系数1 多孔介质简介多孔介质是由固体骨架和流体组成的一类复合介质，其传热传质过程在自然界和人类生产、生活中广泛存在，它构成了地球生物圈的物质基础。
从学科发展的角度看，多孔介质传热传质学已经渗透到许多学科和新技术领域，包括能源、材料、化学工程、环境科学、生物技术、仿生学、医学和农业工程，是形成新的交叉和边缘学科的一个潜在生长点。
因此，多孔介质传热传质研究，是一项具有重大学术价值、对学科发展和技术创新具有深远影响的研究课题。
笼统地说，大部分材料都属于多孔介质，目前还没有对多孔介质各种特性的确定性作出准确的定义。
1983年J.Bear提出多孔介质具有以下特点：(1)部分空间充满多相物质，至少其中一相物质是非固态的，可以是液态或气态。
固相部分称为固相基质。
多孔介质内部除了固相基质外的空间称为空隙空间。
(2)固相基质分布于整个多孔介质，在每个代表性初级单元均应有固相基质。
(3)至少一些空隙空间应该是相联通的。
2 多孔介质的基本结构特征2.1多孔介质的孔隙率多孔介质的结构是非常复杂的，我们不可能精确地描述这些孔隙表面的几何形状，也很难确切地阐明孔隙空间所包含的流体及其与固体表面相互作用所出现的有关微观物理现象。
因此研究者往往引入“容积平均”的假设，并且将复杂多相的多孔体系看成一种在大尺度上均匀分布的虚拟连续介质，即不同流速层中流体分子间碰撞交换动量，宏观表现为流体是以粘滞形式出现的流动，从而可以利用表观当量参数的唯象方法进行研究，而不必去研究每一个孔隙中流体流动和换热的情况，使一个原本非常复杂的流动问题得以简化。
多孔介质内的相变传热传质过程研究的开题报告
多孔介质内的相变传热传质过程研究的开题报告【摘要】相变传热传质过程在工业生产和科学研究中具有广泛的应用，如能源转化、化工工艺、材料加工等领域。
而多孔介质作为一种典型的复杂介质，在这些领域中也有着重要的地位。
本文将探讨多孔介质内的相变传热传质过程，并制定相应的研究计划。
【关键词】相变传热传质，多孔介质，研究计划【正文】一、研究背景相变传热传质是指物质在相变过程中产生的传热传质现象。
相变过程一般分为凝固和融化两种情况，而这种过程通常会begindle 标为潜热。
多孔介质是指具有大量孔隙和微观孔洞的材料，如蒸汽发生器、泡沫材料、纤维材料等。
多孔介质的特殊结构使其具有良好的传热传质性能，在相变传热传质过程中也会发挥重要作用。
二、研究意义多孔介质内相变传热传质过程的研究对于工业生产和科学研究均具有重要意义。
在能源转化领域，如燃料电池、热泵等设备中，多孔质材料的相变传热传质性能直接影响了设备的运行效率和能源利用率。
在化工工艺和材料加工领域中，多孔质材料的相变传热传质性能受到直接制约，因此对其进行详细的研究有助于优化生产流程和提高产品质量。
此外，多孔介质内相变传热传质过程也有利于理解液体和气体的流动运动以及热交换机制，对于深入探讨物理学和化学学等领域有着重要意义。
三、研究计划（一）理论研究1. 分析多孔介质内相变传热传质的物理机制，阐述其基本原理和特点；2. 建立多孔介质中相变传热传质的数学模型，并进行验证和改进；3. 基于模型计算多孔介质内相变传热传质过程的传热传质效率和物质转移效果。
（二）实验研究1. 设计并制备多种不同孔隙率、孔隙大小和孔隙分布的多孔材料样品；2. 将多孔材料样品放置于相变介质中进行实验研究，记录其体视干湿度、温度、压力等变化规律；3. 通过实验，验证理论模型的可靠性并分析多孔介质结构对相变传热传质过程的影响。
（三）应用研究1. 评价多孔介质内相变传热传质过程对热泵、燃料电池等设备的效率影响；2. 探究多孔材料的制备方法和结构参数对相变传热传质性能的影响；3. 提出针对多孔介质内相变传热传质过程的优化措施，并进行实验验证。
多孔介质相变传热与流动及其若干应用研究
多孔介质相变传热与流动及其若干应用研究一、本文概述本文旨在全面深入地研究多孔介质中的相变传热与流动现象，并探讨其在多个应用领域中的实际价值。
多孔介质广泛存在于自然界和工程实践中，如土壤、岩石、生物组织以及许多工业材料。
在这些介质中，相变传热与流动过程对于理解许多自然现象以及优化工程设计具有重要意义。
本文将围绕多孔介质中的相变传热机制、流动特性以及若干应用案例展开详细的论述。
本文将系统地梳理多孔介质相变传热与流动的基本理论，包括多孔介质的基本性质、相变传热的基本原理以及流动的基本规律。
在此基础上，我们将建立相应的数学模型和数值方法，以定量描述多孔介质中的相变传热与流动过程。
本文将深入探讨多孔介质相变传热与流动的关键问题，如相界面演化、热质传递、流体流动以及多孔结构对传热流动的影响等。
我们将通过理论分析、数值模拟和实验研究等多种手段，揭示多孔介质相变传热与流动的内在规律和影响因素。
本文将关注多孔介质相变传热与流动在若干领域的应用研究，如能源工程、环境工程、生物医学工程等。
我们将结合具体案例，分析多孔介质相变传热与流动在这些领域的应用现状和发展趋势，为相关领域的工程实践提供理论支持和指导。
通过本文的研究，我们期望能够加深对多孔介质相变传热与流动现象的理解，推动相关领域的理论发展和技术进步，并为实际工程应用提供有益的参考。
二、多孔介质相变传热与流动的基本理论多孔介质，作为一种由固体骨架和分散在其间的孔隙或空隙组成的复杂结构，广泛存在于自然界和工程应用中。
多孔介质中的相变传热与流动现象，涉及到热质传递、流体动力学、热力学和相变动力学等多个领域，是热科学和流体力学研究的热点和难点。
在多孔介质中，相变传热主要指的是在固-液、液-气或固-气等相变过程中，热量通过多孔介质骨架和孔隙中的流体进行传递。
由于多孔介质的复杂结构，相变传热过程不仅受到热传导、热对流和热辐射的影响，还受到孔隙结构、流体流动、相变材料性质以及外部条件（如温度、压力等）的制约。
多孔介质喷雾干燥过程的热质传递
多孔介质喷雾干燥过程的热质传递
高建;廖传华;黄振仁
【期刊名称】《干燥技术与设备》
【年(卷),期】2003(000)001
【摘要】多孔介质是大量干燥过程的主体，由于实际多孔介质干燥过程的复杂性，建立通用的干燥过程传热传质模型十分困难。
本文通过分析喷雾干燥过程中高初始含湿多孔介质与干燥介质之间的传热传质机理以及各因素对传热传质的影响，根据马歇尔方程探讨了干燥介质与料雾之间的水蒸汽分压差在干燥过程中的变化情况，反映了多孔湿介质在喷雾干燥操作中的传热传质过程的几种特性，为确定实际生产中喷雾干燥器的操作奈件指明了新的出路。
【总页数】4页(P17-20)
【作者】高建;廖传华;黄振仁
【作者单位】南京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京2l0009
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.67
【相关文献】
1.喷雾干燥过程的热质分析及工艺优化 [J], 戴命和
2.多孔介质快速干燥过程热质耦合方程的代数显式解析解 [J], 蔡睿贤;张娜
3.热质渗透壁面饱和多孔介质通道流动与热质传递的数值模拟 [J], 杨勃;李维仲
4.高初始含湿多孔介质喷雾干燥过程的热质耦合传递* [J], 廖传华;黄振仁
5.多孔介质快速干燥过程中热质耦合效应的研究 [J], 王馨;王海;施明恒;虞维平
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多孔结构中流动与热质传递机理研究
多孔结构中流动与热质传递机理研究引言多孔结构在工程领域中具有广泛的应用，如燃料电池、石油储层、生物组织等。
多孔结构中的流动与热质传递机理对于这些应用的性能起到至关重要的作用。
本文将深入探讨多孔结构中流动与热质传递机理的研究进展。
多孔介质流动特性多孔介质中的流动是由孔隙结构和流体之间的相互作用所决定的。
具体来说，多孔结构中的孔隙形态、孔隙连通性、孔隙尺寸分布等参数对流动特性有着重要影响。
孔隙形态对流动特性的影响孔隙形态指的是多孔介质中孔隙的几何形状。
不同的孔隙形态对流动的阻尼效应不同，影响流体在多孔介质中的通透性。
例如，球形孔隙具有较小的阻力，流体易于通过；而长条状孔隙则具有较大的阻力，流体通过困难。
孔隙连通性对流动特性的影响孔隙连通性是指多孔结构中孔隙之间是否连通。
连接的孔隙能够提供流体的通道，增加流体在多孔介质中的渗透性。
相反，如果孔隙之间没有足够的连通性，流体将受到限制，减小渗透性。
孔隙尺寸分布对流动特性的影响不同尺寸的孔隙对流动的影响也有所不同。
较大的孔隙会增加多孔介质的渗透性，而较小的孔隙则会增加流体与固体表面的接触机会，促进传质过程。
多孔介质传热机理多孔介质中的传热机理主要包括传导、对流和辐射三种方式。
这些传热方式在多孔介质中的相互作用决定了传热效率。
传导传热传导是指热量通过固体颗粒之间的分子传递而实现的。
在多孔介质中，固体颗粒之间存在接触面积，通过接触面积之间的传导，热量能够在固体颗粒之间传递。
对流传热在多孔介质中，流体的对流传热效应很重要。
由于多孔结构中的孔隙，流体可以在孔隙中流动，从而与固体表面发生换热。
流体的流动可以增加传热面积，提高传热效率。
辐射传热辐射传热是指热能以电磁波的形式通过空间传递。
在多孔介质中，固体颗粒之间的间隙可以产生辐射传热，但由于多孔介质的高吸收率和散射率，辐射传热的贡献较小。
多孔介质中流动与传热的数值模拟方法为了更好地理解多孔介质中的流动与热质传递机理，研究者们提出了各种数值模拟方法。
多孔介质干燥过程传热传质的理论分析与实验研究的开题报告
多孔介质干燥过程传热传质的理论分析与实验研究的开题报告一、研究背景和意义多孔介质干燥是一个重要的传热传质问题，对于化工、农业、食品等领域均有广泛的应用。
在多孔介质干燥过程中，研究传热传质是关键的一步，能够在理论和实践上指导工程实践，提高设备的效率和产品的质量。
传统的多孔介质干燥研究主要关注干燥过程中水分传递的问题，较少关注干燥过程中热量传递的问题。
但实际上，干燥过程中热量传递同样重要，它直接影响干燥速度和干燥效果。
因此，对多孔介质干燥过程中传热传质的理论分析和实验研究具有重要的理论和应用价值。
二、研究内容和方法本研究旨在探究多孔介质干燥过程中传热传质的理论分析和实验研究。
具体内容包括以下几个方面：1.基于多孔介质的传热传质理论，建立多孔介质干燥传热传质数学模型，分析干燥过程中热量传递的机理和规律。
2.通过实验研究，探究干燥过程中的传热传质特性，包括热传导系数、传热面积、传质系数等参数的变化规律。
3.对数学模型进行仿真模拟，比对模拟结果和实验结果，验证数学模型的正确性和可行性。
4.据此，进一步探究多孔介质干燥过程中传热传质参数对干燥速率的影响规律，指导工程实践。
三、预期成果和意义本研究预期可以得出以下成果：1.建立基于多孔介质的传热传质理论模型，分析多孔介质干燥过程中热量传递的机理和规律。
2.通过实验研究，获得干燥过程中的传热传质特性参数数据，为数学模型的验证和参数优化提供依据。
3.对干燥速率影响因素进行优化，并成功应用于工程实践，提高干燥效率和产品质量。
本研究将为多孔介质干燥过程的传热传质问题提供新的解决思路，在实践中指导工程实践，具有重要的理论和应用价值。
多孔介质球体颗粒模型传热传质数值模拟及分析_刘宇卿
多孔介质球体颗粒模型传热传质数值模拟及分析刘宇卿韩战（中国矿业大学（北京）深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，100083）摘要：针对多孔介质传热传质的复杂性，本文利用非等径球颗粒模型构建了一类由颗粒胶结而形成的多孔介质，通过Fluent数值模拟对多孔介质热传导机理进行了研究，得出了多孔介质骨架颗粒的热传导规律，证明了利用局部非热平衡模型研究多孔介质传热的正确性，得到了孔隙介质颗粒体表面热流密度与内部流速、粒径尺寸有重要的内在联系。
其中对非等径球体颗粒堆积模型的研究证明了在同一多孔介质体内不同粒径尺寸的颗粒流固壁面热传导系数也存在不同。
在对渗流问题进行分析时，提出了等径球规则排列模型的不足，并分析了其中原因，然后利用非等径球模型再次对砂岩渗流问题进行了研究，得到了更好的结论。
关键词：多孔介质，球体颗粒模型，数值模拟，传热一、引言本文将通过构建的球体颗粒排列的多孔介质模型结合多孔介质传热传质理论来进行数值模拟工作。
考虑到砂岩中石英的导热系数相对较小，在传热机理分析时，我们采用传热系数相对大的铜作为骨架颗粒，将模拟结果进行提取、分析，并与经验公式进行比对，验证颗粒排列模型分析方法的可行性，并做出简要总结。
之后我们利用石英作为骨架颗粒构建砂岩模型，对不同渗流情况下砂岩模型的传热情况进行分析。
得到砂岩模型的导热系数、渗透情况等。
最后利用砂岩模型与工程实际进行比对，确定此模型的适用性。
二、研究方法及模型的建立2.1 模型建立在低流速情况下，与等径模型相同的是在流速方向上球体颗粒表面热流密度呈递减趋势，不同点是非等径球颗粒模型第二排球颗粒表面热流密度有些高于等径球颗粒模型第二排球颗粒表面热流密度。
原因是低流速情况下由于上排颗粒及周围液体固液面平均温差相对较小，且温穿透层更厚，所以有更多的热流密度通过固体间的接触传递往下排颗粒，加上大球之间又有小球存在，加大了往下层颗粒的导热量，但同时小球颗粒面也和周围液体存在热量的传递，所以综合看来，与等径球颗粒模型相比，对应点有些较高有些则较低。
多孔介质传热传质理论与应用
刘 伟 范爱武 黄晓明 著
北 京
内
容
简
介
多孔介质 中质量 、动量 及能量的传 递现象遍及 于自然现象 和工农业 生产的许多领域 ，有着广泛的应用背景 。 本书内容包括饱和 、非饱和多孔 介 质的理论分析和数学模型 ， 裸露土壤 及含植物土 壤中热量与 物质的迁 移 ， 土壤盐渍化的机理 、预报和实验 ，多孔介质分形的研究进展 ，以及多孔 流干燥 、 生物传热 、 太阳能热气流发电等领域的应用。 介 质理论在建 筑节能 、 太阳温室 、 多孔填料 、 航天器 热控制 、Ｃ Ｏ ２ 吸附 、 对 本书体系完整、 内容全面， 可供能源 、动力、 化工、 材料、 物理、 电子 、农业 等领域的科技究人员参考，也可作为大专院校有关专业研究生的教学用书。
Байду номын сангаас
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前 言
自然现象 、生命现象和诸多生产领域中涉及的多孔介质传热与流动问题十分复杂 ， 尤 其是多孔介质 中的相变传热与 流动问题 ， 涉及工程 热物理学 科与其 他多个学 科的广泛 交 叉 ，因此精确描述和揭示多孔介质中能量 、 动量和质量的传输机理和规律十分困难 。 国内 外研究以无相 变的饱和多孔介 质问题居多 ， 对非饱 和多孔介 质中相 变传热与 流动的研 究 较少 。迄今为止 ， 国内尚缺少上述领域的研究专著 ，也没有较为合适的本科和研究生教材 。 自 ２０ 世纪 ８０ 年代以来 ，本书的第一著者一直从事多孔介质传热传质的课题研究 ， 并 为博士和硕士研究生讲授 “多孔介质传热与流动 ” 课程 ，而且近年来 ， 为了总结教学和研究 工作 ， 在 不断 完善课 程讲 义的 基础上 ， 一 直在 进行本 书的 撰写工 作 。 尽管 本 书定 稿已 值 ２００６ 年秋 ， 但终于完成了系统 介绍多孔介质传 输理论和应用研究 进展的夙愿 。 希望 本书 的出版能为推动国内多孔介质传热传质方向的教学和研究 ，尽一点绵薄之力 。 关于多孔介质学科方向的课题研究 ，著者有几点基本的看法 。 第一 ， 多孔介质自身只 是多种物质状态的集合体 ，但由于其特殊的物理属性和特有的输运性质 ， 以致在不同的应 用场合 ， 可以发挥全然不 同的作用 ， 因此理论 研究要与 实际应用 相结合 ， 并指 导工程和 科 学实践 ，这是科学研究的意义所在 。 第二 ，多孔介质的应用领域很宽 ， 一些新兴技术也在不 断涌现 ， 因此只有以多学 科交叉的视角 ， 不断 在新的领 域拓展新 的研究 方向 ， 才能获得 新 的发展和突破 ，使该学科方向的研究始终充满生机与活力 。 第三 ， 工程和生产实践中所遇 到的多孔介质 相变传热与流动 的问题往往十 分复杂 ， 精确的 理论建 模和准确 的实验模 拟 都比较困难 ， 因此在研究 方法上 ， 要在对传输 过程各种 物理机制 深刻分 析的基础 上 ，抓 住 矛盾的主要方面 ，忽略次要因素 ， 将过程的主要规律及其内在联系抽象出来进行分析和研 究 ，从而深入认识并揭示各种实际输运现象的物理本质 。 基于此 ， 著者试图在本书中按照 “理论与应用相结合 ” 这一主线 ，将多年来在教学和研究工作中积累的心得和体会 ， 进行较 为系统的归纳 和总结 ，使 读者在研究对象 、 研 究内容和 研究方法 上 ， 对多孔介 质传热传 质 理论及其应用领域 ，有一个相对完整 、 系统的认识和了解 。 本书第一 著者的博士和硕 士研究生为本 书的完成 做出了积 极的贡 献 ，他 （她 ） 们是 范 爱武 、黄晓明 、 张浙 、赵绪新 、 陈威 、刘炳成 、 朱光明 、杨昆 、 刘志春 、明廷臻 、 万忠民 、陈丽湘 、 张学伟 、盖东兴 、 申盛 、邓芳芳 、 韩延明 、曾海波 、 金弋 、王强等 ； 杨金国老师在多孔介质的实 验研究方面提供了大量的帮助和指导 ，没有他 （ 她 ）们卓有成效的工作和全力支持 ， 著者也 不可能完成本书的撰写工作 ，在此一并致谢 。 本书 的研究工 作得到 了国家自 然科学基 金 （５８９０６４４７；５９９７６０１０；５０３７６０１５）、 教育 部 博 士点专项 基金 （２００００４８７３１；２００４０４８７０３７） 和国 家重点基 础研究 发展计划 —— “９７３ ” 计 项目的连续资助 （２００７Ｃ Ｂ ２０６９０１）， 在此致以诚 挚的感谢 。 正是由于 国家对应用基础 研究
多孔介质中传热传质机理研究
Δ y ,z x ,y + 2
+ -
Δ z Δ z ( ρ g Vg ,z H g ) x , y ,z -2 + ( ρ o Vo , z H o ) x ,y ,z-2
由热辐射公ห้องสมุดไป่ตู้有
4 4 uR , y =-α T ; uR , x =-α T ; y x
Δ z + Δ z ( ρ g Vg ,z Hg ) x , y , z+ ( ρ o Vo , z H o ) x ,y ,z + 2 2
基金论文 :国家自然科学基金 “ 蒸汽在油藏多孔介质中流动与传热机理研究” ( E060503)
16 油气田地面工程第 28 卷第 4 期 ( 2009 .4)
Δz , 在单元 体内中 心取一 点 A (x , y , z ) , 流体 的流动方向分别为 从单元体的左 面流入 , 右 面流 出 , 前面流入 , 后面流出 , 底面流入 , 顶面流出 。 单位时间净流入单元体的能量 + 由传导和辐射 净传递的能量 -向盖 、 底层散失的能量 = 单元体内 能量的变化量 。 单位时间内净流入单元体的能量 φ x ·Δ y ·Δ z
+ -
φ y ·Δ x ·Δ z ( ρ g Vg ,y H ) φ z ·Δ x ·Δ y
Δ y Δ y ( ρ g Vg , y Hg ) x , y- ,z + ( ρ o Vo ,y H o) x , y - ,z 2 2
Δ y ,z g x ,y + 2
+ ( ρ o Vo ,y H o )
式中 uc , x 、 uc , y 、 u c , z 分别为在 x 、 y 、 z 三个方 向上基于热传导方式的能量传递速度 ; uR , x 、 uR , y 、 uR , z 分别为在 x 、 y 、 z 三个方向上基于热辐射方式 的能量传递速度 。 向盖 、 底层散失的能量 2λ ΔT Δx Δy Δz ρ w LV πα t 式中 λ 为导热系数 ; α 为热扩散系数 。 单元体内能的变化量 Δ xΔ yΔ z· φ ( ρ g Sg Ug +ρ o SoU o) + ( 1 -φ ) Mf ( T -Ti) t 式中 Mf 为岩石的热熔 ; T 为岩石温度 ; T i 为岩
多孔介质概述及其传热传质的应用简介
多孔介质概述及其传热传质的应用简介作者：初兰来源：《消费电子》2012年第12期摘要:对于现代大型机械,内部的结构改造已经达到很高的水平,如何继续提高效率和生产力,如何更好的令科学研究深入到我们的生活应用中去,是我们更加关心的话题。
材料领域的革新,将为中国的制造业,工农业等方面均带来历史性的跨步。
多孔介质,自上个世纪提出便普遍受人关注,本文将结合达西定律,体积平均法,介绍过孔介质其传热传质特性,以其应用推广。
关键词:多孔介质;传质传热;达西定律;应用中图分类号:TK124 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0158-01一、多孔介质的特点多孔介质的结构特性如下:(1)多孔介质中的空隙空间是相互连通的,即连通性。
(2)空隙尺寸较流体分子平均自由程大很多。
(3)相对宏观特征尺寸,空隙空间尺寸很小。
根据上述多孔介质的定义及结构特性可知,多孔介质不仅包含了空隙绝对尺寸很小的物体,也包含了空袭绝对尺寸很大的物体。
例如,对于工业换热设备,流体在管束外横向流动的传热过程也可以认为是多孔介质的流动关于传热问题。
这是因为相对换热设备的宏观尺寸来讲,管束外的流体空间即空隙是很小的。
因此,可以这样理解,无论固体骨架间空隙的绝对尺寸多大或多小,只要其结构特性符合上述限制,就可以认为是多孔介质。
二、结合达西定律,多孔介质理论在土壤冻胀问题中的数学模型(一)土壤冻胀问题的工程背景。
在我国东北、华北、西北地区部分土地属于季节性冻土,这种灾害一旦发生,会造成各种基础设施的破坏,严重影响当地人民生活和工农业生产。
解决冻土问题也是“青藏铁路”、“青藏公路”、“西气东输”、“西电东送”等重大项目的关键突破口。
土壤在自然冻结时,未冻结区的水分不断向冻结区迁移和积聚,并形成冻结冻胀区,所形成的冻胀力一旦大于上部基础设施的自重,就会造成基础设施的变形和破坏,所形成的冻胀力一旦大于上部基础设施的自重,就会造成基础设施的变形和破坏。
基于当前多孔材料传热传质分析研究报告
67C H I N AV E N T U R E C A P I T A LTECHNOLOGY APPLICATION |科技技术应用多孔介质是由固体骨架和流体组成的一类复合介质，它构成了地球生物圈的物质基础。
多孔介质传热传质在自然界和人类生产、生活中广泛存在。
它对国民经济的发展、科学技术的进步以及人民生活水平的提高具有重要的影响。
土壤中水、肥、污染物的吸收、保持和迁移过程的人工控制，节水农业工程的实施，地下岩层中石油、天然气和地下水资源的开采，地热能的开发利用等，都涉及到多孔介质中能量和物质的传输问题；动植物中的生命过程也是在多孔介质中发生的传热传质和生化反应的复杂热物理过程；与人民生活密切相关的农副产品、食品、建材和纺织品的干燥、建筑物的隔热保温也是典型的多孔介质传热传质过程；现代铸造技术、燃烧技术、冷冻技术、催化反应技术和各类轻工技术的发展，都与多孔介质传热传质过程密切相联。
多孔介质内对流传热的研究是目前传热传质领域最为热门的方向之一。
随着金属材料制造技术的发展，特别是多孔泡沫金属的问世，由于其具有质量轻、极大的比表面积和极高的紧凑性等许多优点，有关以多孔泡沫金属作为换热设备的研究也正迅速开展起来。
因此，研究多孔介质传热传质过程对于改造自然、造福人类都具有重大的经济和社会意义。
本文主要对多孔材料基本理论进行介绍以及目前多孔介质内部流体流动的传热特性的介绍。
一、多孔材料的概述1. 多孔材料的概念顾名思义，多孔材料是一类包含大量孔隙的材料。
这种多孔固体材料主要由形成材料本身基本构架的连续固相和形成孔隙的流体相所组成，其中流体相又可随孔隙中所含介质的不同而出现两种情况，即介质为气体时的气相和介质为液体时的液相。
所谓多孔材料，须具备如下两个要素：一是材料中包含有大量的孔隙；二是所含孔隙被用来满足某种或某些设计要求以达到所期待的使用性能指标。
可见多孔材料中的孔隙是设计者和使用者所希望出现的功能项，它们为材料的性能提供优化作用。
多孔介质 传热 传质
多孔介质传热传质
多孔介质是一种非常常见的物质，它具有微观孔隙和孔道，在传热和传质领域中具有广泛的应用。
多孔介质通过其孔隙和孔道使流体在其中流动，从而实现传热和传质。
在传热方面，多孔介质的传热机制主要包括对流、辐射和传导。
具体来说，在多孔介质中，对流主要是通过孔道中的流体流动实现的；辐射主要是通过孔道中的物体表面之间的热辐射实现的；而传导则是通过多孔介质中的实体物质实现的。
这些传热机制共同作用，为多孔介质的传热提供了多种途径。
在传质方面，多孔介质的传质机制主要包括分子扩散和对流扩散。
分子扩散是指分子在多孔介质中由高浓度区向低浓度区的扩散；而对流扩散是指流体中的物质通过孔道中的流动实现的。
这两种传质机制共同作用，为多孔介质的传质提供了多种途径。
总体来说，多孔介质在传热传质领域中具有广泛的应用，例如在能源、化工、环保等领域中，多孔介质的传热传质技术被广泛应用。
此外，多孔介质的传热传质领域也是一个活跃的研究领域，各种新的传热传质技术和理论正在不断涌现。
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多孔介质快速传热传质藕合效应的理论研究
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Ｓ０ （０ ７０ — ２ ９ ０ １ ０ — ３ Ｘ ２ ０ ）３ ０ ８ — ５
多孔介质快速传热传质藕 合效应 的理论研 究
许光映 ， 刘春 花 ， 张伟 清
（ 浙江海洋学院船舶与建筑工程学 院，浙江舟山 ３ ６０ ） １０ ４
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地下多孔介质—纯流体之间传热传质的模拟分析研究
地下多孔介质—纯流体之间传热传质的模拟剖析研究跟着国家经济的繁华发展, 地下粮仓在我国渐渐盛行, 它的节俭能源、节俭占地面积、消耗低 , 无污染以及长久储藏粮食等长处从整体上提高了国家的储粮水平。
为了研究地下多孔介质—纯流体之间的传热传质现象, 本文以地下粮仓作为研究对象 , 粮堆即为多孔介质 , 粮堆上层空气即为纯流体; 以国家“十二五”科技项目“地下节能型储粮新仓型重点技术的研发”作为支撑 ; 采纳 FLUENT软件对地下粮仓进行模拟 , 详细剖析了多孔介质与纯流体在几种状况下温度随时间的变化,总结出我们所需要的存心义的研究成就。
研究内容以下。
1、在稳态条件下 , 同一地域 , 同一时间进仓 , 研究不一样仓型中粮食与空气界面四周温度随时间的变化规律。
我们初步选用郑州作为粮仓研究地址, 冬天入仓 , 相同埋深 , 分别对圆筒形地下粮仓、大直径圆形地下粮仓以及喇叭形地下粮仓进行模拟剖析议论, 得出对粮食与空气界面的传热传质比较有利的仓型;2 、相同是稳态条件 , 同一仓型 , 同一地区 , 研究不一样进仓时间下粮食与空气界面四周温度随时间的变化规律。
仓型选用圆筒形地下仓 , 地址郑州 , 相同埋深 , 不一样进仓时间也就意味着进仓时粮食自己的温度不一样 , 经过模拟对粮食与空气界面以及上层粮堆进行剖析 , 得出此地域比较适合的进仓时间。
3、在地下变温带地区 , 即非稳态条件下 , 同一仓型 , 相同的进仓时间 , 研究不一样地域地下仓内部温度随时间的变化规律。
仓型以小直径圆形地下仓作为研究仓型 , 相同埋深以哈尔滨、北京、上海和广州作为参照地址 , 同一时间进仓 , 选用最冷月 1 月作为入仓时间 , 经过各个地域粮仓内温度的变化幅度 , 得出比较适合地下粮仓内部传热传质的地域。
4、相同是在地下变温带地区, 同一仓型 , 同一地域 , 同一进仓时间 , 研究地下粮仓不一样埋深时地下仓内部温度随时间的变化规律。
毛细多孔介质干燥过程中传热传质模型研究和应用
第二章毛细多扎介质十煤过程数学模型绝热绝湿或对称边界图２－２韫多；晰恒定速干燥聆设Ｆ谴２－２Ｔｈｅ涮ｕ跚ｖｄ∞畸ｄ。
ｙｉｎｇｐ耐ｏｄｏｆｗｄｐ０吼ｂｎｌｃｄｈ在恒速干燥阶段，如图２－２所示，介质上表面含有自由水分，可称之为湿表面。
蒸汽通过边界向外界扩散，并从介质内部不断补充水分，该阶段介质和外界自酌；达到传热传质平衡，表现为干燥速率基本恒定。
当湿表面的自由水分得不到及时补充，该界面上的自由水分可完全蒸发，达到残余饱和度，允质表面将出现干点，湿表面将逐渐向介质内部收缩。
如图２－３所示，假设湿表面处的含湿饱和度始终等于残余饱和度，含湿多孔介质内部将出现两个区域：含湿区和非含湿区，简称湿绝热绝湿或对称边界图２—３含湿多孑Ｌ夼质阵进干燥阶段盹２－３Ｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｖｅｌｏｃｉｔｙｄｒｙｉｎｇｐａ＿ｉｏｄｏｆｗｅｔｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａ区和干区。
考虑湿表面及其下面的湿区，该部分的干燥机理和常速干燥期的传热传质过程相似，不同的是干区内部的环境可看成湿区的外部干燥条件，该条件可能刁呕定。
湿表面始终有自由水分，蒸发出来的蒸汽要通过于区内部的传输，才能最终扩散到外环境中去，干燥速率受到限制，进入降速干燥阶段。
出现干区后，热量先传至表面，再向介质内部传递。
由于湿表面的深度逐渐增大，而外部干区的导热系数由于水分的减少而减小，以及传热距离增大，故于噪速率受传热的影响加大，此时蒸汽的传输还要受介质内部相当高的扩散阻力影响。
在此阶段，由于干燥刚氐了湿份在介质内部的传输速度，干燥速率下降比铰快。
综上所述，常速干燥期与介质外部干燥条件控制过程，降速干燥期第三章数值求解方法与程序编制图卜１计算软件数据输＾，界面图卜２计算结果ｉ《周界面Ｆｉ９３－２Ｖｉｅｗｉｎｔｃｒｆ∞ｃｏｆｎ厕ｃａｌＴ吲Ｉ如３９第三章数值求解方法与程序编制圈３＿３诗算结果数据报丧格式Ｆｉｇ，３－３Ｄａｔａ［ｑａｍｔｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｒｅｓｉｎｓ器烧环。
在加热器后，用数字式温度湿度计测量热空气的相对湿度，用探针式Ｋ型热电偶测量热空气温度，该热电偶直接与温度多点记录仪连接。
多孔介质相变传热与流动及其若干应用研究
一、基本原理
多孔介质中的流动过程也具有其独特性。由于孔隙的存在，流体会在固体颗 粒之间流动，形成复杂的流型。同时，由于固体和流体之间的热交换，流动和传 热过程也会相互影响。
二、应用研究
1、能源领域
1、能源领域
在能源领域中，多孔介质相变传热与流动被广泛应用于各种热能存储和转换 系统中。例如，基于相变材料的热能存储系统能够有效地储存和释放大量热量。 在电力需求高峰期，存储的热量可以被用来加热多孔介质，进而驱动涡轮机发电。 而在非高峰期，存储的热量则可以通过多孔介质的自然对流被冷却并储存。
1、能源领域
此外，在燃料电池和太阳能热水器中，多孔介质也扮演着重要的角色。在这 些设备中，多孔介质不仅提供了良好的热交换环境，还能有效地支撑和保护内部 的敏感组件。
2、环境领域
2、环境领域
在环境领域中，多孔介质相变传热与流动也被广泛研究。例如，在污染物治 理中，多孔介质可以作为一种高效的吸附剂和催化剂。通过控制多孔介质的孔隙 率和成分，可以实现对污染物的有效吸附和分解。此外，多孔介质还被用于构建 人工湿地和植物培养床，以去除污染物并提高水质的生物活性。
未来研究方向
未来研究方向
本次演示的研究为多孔介质内的相变传热传质过程提供了有益的参考，但仍 需在以下几个方面进行深入研究：
未来研究方向
1、针对不同类型和性质的多孔介质，研究其物理属性和结构特征对相变传热 传质过程的影响机制；
未来研究方向
2、深入探讨相变介质在不同条件下的热物理性质变化规律，及其对相变传热 传质过程的影响；
文献综述
近年来，随着测量技术的发展，一些新的实验方法，如红外热像仪法、X射线 衍射法等被逐渐应用于相变传热传质实验中，为研究者提供了更为便捷和精确的 测量手段。
建筑多孔介质传热传质机理研究及应用
建筑多孔介质传热传质机理研究及应用建筑多孔介质传热传质机理是研究建筑中空气、水汽、热量在多孔介质内传递规律的学科，其研究与应用可帮助提高建筑节能、舒适性和安全性。
本文将从多孔介质传热传质的基本原理、模拟方法和应用案例三个方面进行阐述。
一、多孔介质传热传质基本原理热传递是建筑空调、供暖、通风、隔热等领域常见的过程，而多孔介质作为建筑中常见的媒介，其热传递过程的规律对于建筑热工学的研究和应用有着重要的意义。
多孔介质传热传质的基本原理涉及以下几个方面：1、多孔介质中空气流动多孔介质中的空气流动与建筑中空气流动的特点有相似之处，但由于多孔介质的复杂性，其空气流动的速度和方式有所变化。
空气在多孔介质中的流动受到孔径、孔隙度、空气黏滞性等多种因素的影响，其流动方式可分为层流和湍流，其过程中还伴随着物质的热量和水汽的传递。
2、多孔介质中热传递规律多孔介质中的热传递规律与空气流动规律密切相关。
多孔介质内部温度和湿度分布的不均匀性会导致空气温度和湿度的不均匀变化，从而影响热量的传递。
同时，多孔介质内部的散热方式也是影响热传递规律的因素之一。
散热方式包括辐射、对流和传导三种方式，不同的多孔介质对于散热方式的响应也不同。
此外，多孔介质中水汽传递规律也需要考虑，因为水汽的存在会影响多孔介质的导热性能，进而影响热传递。
3、多孔介质中物质传递规律多孔介质中的物质传递规律也是建筑中多样化的传递过程之一。
其物质传递规律主要由气相和液相两种环境因素共同影响。
对于气相，其传递规律与空气流动规律相近，与热传递规律也存在相互制约的关系；对于液相，多孔介质的孔径和孔隙度会影响其液相传递。
此外，多孔介质内物质传递还会受到多种因素的影响，如相对湿度、毛细作用、表面张力等。
二、多孔介质传热传质模拟方法多孔介质传热传质模拟是探究多孔介质传递规律的重要途径。
目前，多孔介质传热传质模拟方法主要有以下三种：1、流场数值模拟流场数值模拟通过数学模型来描述多孔介质内空气流动的规律。
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寿大华的扩散模型：
寿大华的渗透模型：
扩散与渗透都是传质，寿大华用的都是圆圈模型，我们可以用寿大华用的圆圈模型做传热，因为渗透是压力差，扩散是浓度差，传热是温度差，他们有相似的地方。
达西定律描述为：
公式（1）中，K为渗透率，U为流速，为流体粘度，为流动方向上的压力梯度。
菲克定律描述为：
公式（2）中，D为扩散系数，J为扩散通量，C为浓度，为浓度梯度。
很明显，在数学形式上，达西定律和菲克定律很类似，而且他们都是质量的传输。
傅立叶定律是研究热传导的一个基本定律，描述为：
公式（3）中，k为热导率，q为热流密度，T为温度，为温度梯度。