多孔介质中有效孔扩散系数的试验测量

提出了通过实时测量扩散过程中多孔介质浮重变化,直接测定有效扩散系数的方法.首先建立了联系有效扩散系数和试件浮重变化的数学模型,并求出了该模型的解析解;利用非线性超定方程组优化求解的方法,结合问题的解析解和实测数据,反求出模型中的参数,有效扩散系数和边界层传质系数.用上述参数预测的试件浮重变化与实测浮重变化相差很小.表明该方法的实用性和可靠性.     

各向同性多孔介质中Kozeny-Carman常数的分形分析

Kozeny-Carman(KC)方程是多孔介质渗流领域最著名的半经验公式,长期以来,KC方程及其推广形式被广泛用于估算多孔介质的渗透率.但是,方程中的KC常数是一个没有确切物理意义的经验常数,且被证明并非一个常数值.天然多孔介质中的孔隙分布往往表现出自相似的分形标度律.因此,根据多孔介质的分形特征利用微观几何模型计算了各向同性多孔介质的有效渗透率,并进一步推导了KC常数的解析表达式.结果表明,KC常数是由多孔介质的微结构决定的,是孔隙率和分形维数的函数,且随着孔隙率的增加而增大.     

基于空心球聚合体的多孔介质有效导热系数的两种模型

根据硬硅钙石型微孔硅酸钙的结构特点,将其简化成空心球聚合成的多孔介质,建立了点接触空心球壳与面接触空心立方体两种单元体模型.采用一维热传导分析,推导出有效导热系数的理论计算公式.计算结果表明,模型计算值与硅酸钙实验值有较好的一致性.理论模型可应用于与微孔硅酸钙具有类似结构的多孔介质导热系数的估算.     

多孔介质中微观力的作用及渗流模型

在现有微尺度流动实验和理论认识的基础上,建立了包含范德华力、静电力、空间位型力、表面张力等微观力的特性方程,分析了影响多孔介质中流体流动的微观力种类和作用范围.通过建立考虑微观力作用的圆管流动数学模型,构造了考虑微观力作用的多孔介质的毛管束网络数学模型,推导了考虑微观力作用的相对渗透率模型.通过模拟分析阐明了微观力在多孔介质壁面上的作用及对渗流的影响.模拟结果表明微观力在细小孔隙流动中不可忽略.     

挡风抑尘墙多孔介质模型分析与数值模拟

气体通过挡风抑尘墙的流动是典型的多孔介质-纯流体耦合流动,多孔介质模型能够良好的反映其工作特性.墙体的质量通量和压力降与墙体开孔率、高度及自然风速有直接的关系,随着开孔率的增大,其质量通量增大,压力降减小;随着墙体高度的增大,其质量通量也增大,压力降增大;随着自然风速的提高,其质量通量也增大,压力降增大.较适宜的墙体高度为受保护料垛高度的1.5～2倍,开孔率为0.2～0.3.     

描述微纳米多孔复合绝热材料的单元体传热模型

根据硬硅钙石-气凝胶复合绝热材料的微观结构特点,建立了描述材料内气固耦合导热的三维单元体传热模型.通过模型计算对硬硅钙石型硅酸钙、气凝胶及硬硅钙石-气凝胶复合绝热材料的导热系数进行了对比研究.结果表明:硬硅钙石型硅酸钙密度是影响复合绝热材料有效导热系数的关键因素,而气凝胶密度的影响不大;在高温下,复合绝热材料的导热系数要明显低于硬硅钙石型硅酸钙及二氧化硅气凝胶的导热系数.     

考虑固液分子作用的多孔介质动态网络模型

根据质量守恒定律,从固液分子力作用出发,结合岩心的孔喉分布特征,建立考虑固壁与流体分子作用的动态网络模型.利用模型模拟得到不同时间步的孔隙压力变化,分析了固液分子间力、喉道半径、润湿性等因素对剩余油饱和度分布和水驱相渗曲线的影响.研究结果表明,考虑固液分子间力作用时剩余油饱和度增大,岩石骨架与流体间的分子作用在多孔介质的孔隙流动中不可忽略.     

A mathematical model of ionic transport in a porous diaphragm of a chrome-alum cell

A model of the homogeneous chemistry and transport processes within the separator of a chrome-alum electrowinning cell is introduced, discussed, and compared to experiment. The influences of diffusion, electromigration, and convection are included; it is found that convection was the dominant mode of transport for the experimental conditions. Simulation results explain experimental observations concerning an apparent disappearance of dichromate ions produced at the cell anode. The relation between potential drop across the diaphragm and the current and fluid flow is also illustrated. The model is used to recommend future experimental and theoretical work.