多孔介質中復雜流體輸運和氣體擴散效應的研究

目 錄

1緒論
1.1引言
1.1.1多孔介質的類型
1.1.2多孔介質輸運現(xiàn)象的研究概況
1.1.3多孔介質輸運現(xiàn)象的研究方法
1.2多孔介質基本參數(shù)
1.2.1孔隙率
1.2.2迂曲度
1.2.3比面
1.2.4滲透率
1.2.5水力傳導系數(shù)
1.2.6飽和度
1.2.7孔隙率、滲透率和比面的典型值
1.3填充小球多孔介質孔隙率的研究綜述
1.3.1多孔介質宏觀孔隙率研究
1.3.2多孔介質局部孔隙率研究
1.4多孔介質中復雜流體輸運研究綜述
1.4.1復雜流體在多孔介質中的流動特性
1.4.2多種顆粒填充床有效直徑的選取
1.5氣體在多孔介質中輸運研究綜述
1.5.1氣體稀薄效應對多孔介質流動的影響
1.5.2氣體擴散對多孔介質傳熱的影響
1.6本書的主要研究內容
1.6.1已有工作的不足
1.6.2本書的主要研究工作
2填充小球多孔介質孔隙率的研究
2.1隨機堆積小球多孔介質孔隙率
2.1.1小球堆積方式
2.1.2大量隨機堆積小球多孔介質孔隙率
2.1.3孔隙率與文獻數(shù)據(jù)的對比
2.2隨機堆積小球多孔介質孔隙率的實驗研究
2.2.1實驗的準備工作
2.2.2實驗過程
2.2.3實驗結果及討論
2.3填充小球多孔介質局部孔隙率研究
2.3.1填充小球多孔介質局部孔隙率模型
2.3.2局部孔隙率模型與文獻數(shù)據(jù)的對比
2.4填充小球多孔介質局部孔隙率的實驗研究
2.4.1實驗前的準備和操作步驟
2.4.2實驗掃描圖片及處理
2.4.3實驗結果及討論
2.5本章小結
3復雜流體在多孔介質中流動阻力特性的理論研究
3.1多孔介質幾何模型的建立
3.2多孔介質物理模型的建立
3.2.1黏性力
3.2.2慣性力
3.2.3多孔介質中流體流動阻力特性模型
3.2.4復雜流體壓降梯度模型與文獻數(shù)據(jù)的比較
3.3復雜流體在多孔介質中流動阻力系數(shù)
3.3.1流動阻力的無量綱化
3.3.2復雜流體流動阻力系數(shù)模型與文獻數(shù)據(jù)比較
3.3.3復雜流體流動阻力系數(shù)與流變指數(shù)的關系
3.4慣性項系數(shù)的討論
3.5本章小結
4復雜流體在多孔介質中流動阻力特性的實驗研究
4.1實驗臺系統(tǒng)和準備步驟
4.1.1多孔介質主體
4.1.2水循環(huán)系統(tǒng)
4.1.3實驗測量設備
4.1.4數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
4.2實驗流體工質及黏度測量
4.2.1實驗工質
4.2.2黏度參數(shù)
4.3實驗參數(shù)的處理
4.3.1孔隙率
4.3.2混合顆粒球有效直徑
4.4實驗結果及分析
4.4.1單一尺寸顆粒球填充多孔介質
4.4.2混合尺寸顆粒球填充多孔介質
4.4.3實驗誤差分析
4.5有效直徑的理論基礎
4.6本章小結
5非牛頓冪律流體在多孔介質中的輸運特性模擬研究
5.1Fluent簡介
5.2多孔介質中冪律流體輸運特性的數(shù)值計算
5.2.1問題描述
5.2.2幾何模型和網(wǎng)格的劃分
5.2.3物理模型及控制方程
5.2.4邊界條件
5.3分析和討論
5.3.1流變指數(shù)的影響
5.3.2稠度系數(shù)的影響
5.3.3孔隙率的影響
5.3.4黏性阻力系數(shù)的影響
5.4本章小結
6多孔介質中氣體的稀薄擴散和壓縮效應
6.1矩方法
6.1.1矩方程
6.1.2數(shù)值方法
6.1.3邊界條件
6.2氣體在多孔介質中的稀薄擴散效應
6.2.1平板微通道中氣體稀薄擴散
6.2.2圓管微通道中氣體稀薄擴散
6.2.3多孔介質中的氣體稀薄擴散
6.3多孔介質中氣體的稀薄性和壓縮性雙重效應研究
6.3.1理論基礎
6.3.2模型的建立
6.3.3參數(shù)設置
6.3.4模擬結果及分析
6.4本章小結
7氣體稀薄和壓縮效應對多孔氣凝膠隔熱材料傳熱的影響
7.1多孔氣凝膠隔熱材料非穩(wěn)態(tài)傳熱的模擬
7.1.1問題描述
7.1.2非穩(wěn)態(tài)傳熱模型
7.1.3數(shù)值計算模型
7.1.4邊界條件
7.1.5節(jié)點數(shù)量和時間步長
7.2自編程序的驗證
7.3不考慮氣體擴散效應的非穩(wěn)態(tài)傳熱
7.4氣體擴散效應對非穩(wěn)態(tài)傳熱的影響
7.4.1粒徑對材料背溫的影響
7.4.2孔徑對材料背溫的影響
7.4.3絕對滲透率對材料背溫的影響
7.4.4背溫隨時間變化
7.5氣體稀薄效應對非穩(wěn)態(tài)傳熱的影響
7.5.1孔徑對材料背溫的影響
7.5.2滲透率對材料背溫的影響
7.5.3背溫隨時間變化
7.6考慮氣體稀薄性和壓縮性雙重效應的影響
7.6.1孔徑對材料背溫的影響
7.6.2滲透率對材料背溫的影響
7.6.3材料密度對溫升的影響
7.6.4背溫隨時間變化
7.7本章小結
8結論及建議
8.1主要結論
8.2后續(xù)的工作建議
主要符號表
參考文獻