多孔介質導熱性模擬試驗及傳熱特性研究.pdf

1、本文基于多孔介質傳熱學理論，采用不同粒徑鋼珠來模擬多孔介質材料傳熱試驗，通過控制大小鋼珠粒徑和數目來改變多孔介質的孔隙結構。設計了5組不同孔隙率條件下多孔介質的傳熱模擬試驗，用以分析孔隙率和比表面積對多孔介質等效導熱系數的影響，利用等效電阻方法建立了二值化傳熱模型，進而利用flac3D對地下巷道圍巖的溫度場分布進行了數值模擬。
　　多孔介質孔隙率的變化帶來比表面積的差異，通過分析等效導熱系數和孔隙率、比表面積之間的關系，結果表明在

2、相同比表面積下等效導熱系數隨孔隙率增加而非線性增加，且孔隙率趨于一定的數值后，等效導熱系數越接近。在相同孔隙率下等效導熱系數隨比表面積的增加而非線性增大，但變化幅度不大，在孔隙率較為接近時導熱系數也相對接近。本文方法所生成多孔介質比表面積、孔隙率和有效熱導系數數值預測模型有效性均得到了較好驗證，進一步說明了兩者之間相吻合，這對以后工程研究也具有指導性意義。
　　基于傳熱學理論和傅里葉熱導定律，結合模擬多孔介質傳熱試驗，構建二值化多

3、孔介質傳熱模型，計算其等效導熱系數，得到計算多孔介質等效導熱系數的經驗方程。通過試驗結果與計算值相對比，計算值與實際值相吻合。綜合分析了多孔介質在不同孔隙率和比表面積條件下等效導熱系數的變化情況，在孔隙率較小時表面積對導熱系數的影響明顯，在表面積較大時孔隙率對導熱系數的影響明顯，當超過一定值后等效導熱系數趨于穩(wěn)定。通過分析孔隙率和比表面積對等效導熱系數影響，給出它們之間函數關系表達式。
　　在不同巷道埋深時，巖體孔隙率隨深度增加而