冶金多孔介质结构的分形现象

采用计盒维数方法对典型冶金多孔介质－焦炭及焦矿床层的结构进行了分形研究,结果表明所研究的多也南结构存在分形现象,其分形计盒维数为１．６６－１．８１,焦炭多孔介质 计盒维数随焦炭孔隙率的降低而增加。     

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.     

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.     

基于微观PNP多离子运移模型的多孔介质曲率系数分析

采用数值分析研究多孔介质的曲率系数.应用微观Poisson-Nernst-Planck多离子运移模型描述离子在微观多孔介质孔隙中的运移,通过空间体积平均获得曲率系数.以NaCl盐溶液在黏土中的扩散试验为例,建立数值分析模型,分析了微观结构、离子种类、背景浓度、颗粒表面电荷密度等对曲率系数的影响.研究表明:不考虑电场作用,曲率系数与孔隙率符合Archie定律的指数关系,曲率系数与离子浓度、离子种类无关;考虑电场作用,曲率系数不仅与微观结构的几何形状有关,而且与相伴离子种类、离子背景浓度、颗粒表面电荷密度等关系密切.阳离子的曲率系数普遍高于不考虑电场作用时的曲率系数,而阴离子的曲率系数则相反.     

地下水人工回灌过程中多孔介质悬浮物堵塞实验

地下水人工回灌技术的发展与推广常因其回灌过程中物理、化学及生物作用产生的入渗介质堵塞现象而受到严重制约.针对堵塞现象中最常见且最主要的悬浮物堵塞问题,采用室内模拟实验方法,通过将悬浊水连续注入均质的石英砂柱中,来刻画多孔介质中悬浮物堵塞的现象及发生的过程,并分析其发展规律,同时量化计算了堵塞速率.实验结果表明:回灌15 h左右表层介质渗透系数开始降低,即堵塞在表层开始发生,并随时间增加不断向深部发展;连续回灌100 h后表层渗透系数趋于稳定,进入介质内部悬浮物的量减少,内部堵塞发展也趋于稳定,此时堵塞主要在入渗深度10 cm左右的范围内.计算不同堵塞层的堵塞速率λ:表层0～1 cm的λ最大,为0.038 3 h-1,λ随入渗深度增加而减小.对于介质整体的渗透性而言,其降低明显滞后于表层介质,但随时间发展主要受堵塞层的控制.     

工业气体在多孔介质燃烧器中的燃烧研究

主要考查工业混合煤气在多孔介质内燃烧情况.建立二维数学模型,通过Fluent软件计算出燃烧稳定情况下的温度分布和主要组分浓度分布.数值模拟结果证明,工业煤气在多孔介质内燃烧污染物排放量极少,可以有效地利用工业煤气和工业废气,节约能源.     

多孔介质模型在底吹精炼过程数学模拟中的应用

采用多孔介质模型描述流体在透气砖内的流动,并结合欧拉两流体模型描述容器内的气液两相流动,以底吹中间包为例,采用数学模拟的方法,研究了多孔介质模型对气泡逃逸速度及中间包内流体流动特性计算结果的影响.结果表明,不采用多孔介质模型计算的气泡的逃逸速度比采用多孔介质模型大,且随着底吹流量的增加,偏差加大.由于气泡进入钢液的初始速度的差异使中间包内钢液的流场不同,不采用多孔介质模型时对中间包内停留时间的计算偏长.水模实验研究表明,采用多孔介质模型描述流体在透气砖内的流动与实验结果更吻合.     

石油污染多孔介质含水量测定技术

石油污染多孔介质中舍有石油和水分,采用传统的烘干法测定其含水量时,水分和油分会同时产生挥发,无法准确测定含水量.在传统烘干法测定含水量的基础上,根据水分和油分不同的挥发特征,提出了石油污染多孔介质含水量的定义和计算公式,测定了不同石油在多孔介质中的烘干损失系数,建立一种测定石油污染多孔介质含水量的改进烘干法.结果表明:该法测定的石油污染多孔介质的含水量与实际值的误差约为0.10%-0.50%,低于传统方法的测定结果,可用于室内各项石油污染多孔介质的模拟研究.     

多孔介质细观流动理论研究进展

首先,从理论分析、实验研究和数值模型三个方面概述了当前多孔介质细观流动的研究现状,重点围绕纳微孔隙中流体流动界面作用与细观力学特性关系及表征、细观?宏观网络仿真模拟、细观尺度流体（油/水、气/水）流动细观动力学机制及数学模型等关键问题展开论述。在此基础上介绍了当前细观流动界面作用与细观力学特性研究情况,明确了细观尺度流体非线性流动机理,构建了反映微观力作用下细观尺度流动的数学模型,形成了网络仿真模拟方法。将为非常规油气开发过程中揭示影响流动细观成因,进一步阐明不同条件下的动用机理,确定高效开发方法提供指导,同时促进渗流力学学科的发展,具有重要的理论和现实意义。      

烧结矿微孔隙的分形特征

烧结矿的孔隙是烧结矿的重要性质之一，但由于烧结矿的多相性和不均匀性，使得孔隙结构的研究极其复杂。为了有效地研究烧结矿的孔隙特征，本文采用了压汞测试法进行孔隙测定，应用分形几何的观点完成资料处理，试图从一个全新的角度来分析材料的烧结机理。研究表明。烧结矿的徽孔隙具有多层次的自相似性，通过孔隙结构分形维数的计算可以建立烧结矿强度和徽孔隙分维的关系，烧结矿的分形特征和烧结过程中孔隙的形成机理有关。