本文關(guān)鍵詞：液體形態(tài)對(duì)顆粒堆積型多孔介質(zhì)傳遞特性的影響

  更多相關(guān)文章： 多孔介質(zhì) 微細(xì)觀 形態(tài) 接觸角 臨界含濕率

【摘要】：多孔介質(zhì)的熱、質(zhì)傳遞現(xiàn)象廣泛地存在于自然界以及人類生活中,因此對(duì)多孔介質(zhì)熱、質(zhì)傳遞特性的研究具有極大的工程應(yīng)用背景和科學(xué)價(jià)值。目前,對(duì)含濕多孔介質(zhì)的大部分研究主要是基于體積平均法,因而忽略了多孔介質(zhì)內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)影響。從微細(xì)觀角度出發(fā),對(duì)液體對(duì)含濕多孔介質(zhì)的表觀特征和宏觀傳輸特性的影響機(jī)理進(jìn)行深入研究,這將有助于進(jìn)一步了解含濕多孔介質(zhì)宏觀性質(zhì)的具體影響因素。目前,對(duì)含濕多孔介質(zhì)導(dǎo)熱方面的理論研究主要側(cè)重于導(dǎo)熱系數(shù)與含濕率、顆粒粒徑、溫度等關(guān)系的確定,實(shí)驗(yàn)方面主要側(cè)重于研究導(dǎo)熱系數(shù)隨水分含量等因素的變化趨勢(shì),而很少從微細(xì)觀角度研究水分對(duì)含濕多孔介質(zhì)表觀性質(zhì)和宏觀傳輸特性的影響機(jī)理。不同含濕率下,液體在含濕多孔介質(zhì)內(nèi)部呈現(xiàn)不同的狀態(tài),進(jìn)而影響顆粒的聚集狀態(tài),最終對(duì)含濕多孔介質(zhì)的表觀性質(zhì)和宏觀傳遞特性產(chǎn)生影響。本文中選用玻璃珠模擬堆積顆粒性多孔介質(zhì),選用純水、0.01mol/LNaCl和0.02mol/L KCl溶液為液相介質(zhì),利用CCD結(jié)合體式顯微鏡對(duì)含濕多孔介質(zhì)內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察,并測(cè)量了含濕試樣在不同含濕率下的表觀體積,利用Hot Disk熱常數(shù)分析儀測(cè)量了不同含濕率下的含濕試樣的導(dǎo)熱系數(shù),并采用兩相電極法對(duì)含濕試樣的電導(dǎo)率進(jìn)行了測(cè)定。通過微細(xì)觀觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),含濕率較低時(shí)液體在試樣內(nèi)部的主要存在形式為液橋,含濕率較高時(shí)液體主要以聯(lián)通形式存在。試樣內(nèi)部液體形態(tài)及分布的演化,導(dǎo)致液體對(duì)顆粒的作用力發(fā)生變化,進(jìn)而影響顆粒的聚集狀態(tài),最終導(dǎo)致含濕試樣表觀體積和導(dǎo)熱系數(shù)的變化。另外,含濕試樣電導(dǎo)率的增長速率在不同的含濕率階段呈現(xiàn)出不同的趨勢(shì),低含濕率時(shí)增長緩慢,而高含濕率時(shí)急劇增大,這與液體在試樣內(nèi)部的存在形態(tài)緊密相關(guān)。反言之,除了微細(xì)觀觀察實(shí)驗(yàn),也可以通過電導(dǎo)率的測(cè)試結(jié)果確定含濕多孔介質(zhì)內(nèi)部液體形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換的臨界含濕率。本文基于具體實(shí)驗(yàn)建立了理論模型,推導(dǎo)了液體形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換的臨界含濕率與液體在顆粒表面的表觀接觸角之間的函數(shù)關(guān)系,并通過理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較,發(fā)現(xiàn)兩者具有較好的一致性。
【關(guān)鍵詞】：多孔介質(zhì) 微細(xì)觀 形態(tài) 接觸角 臨界含濕率
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK124
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 多孔介質(zhì)9-15
• 1.1.1 多孔介質(zhì)簡介9-10
• 1.1.2 潤濕中的參數(shù)10-11
• 1.1.3 含濕多孔介質(zhì)的微觀研究11-12
• 1.1.4 對(duì)多孔介質(zhì)導(dǎo)熱性質(zhì)的研究12-15
• 1.2 電導(dǎo)率簡介15-17
• 1.3 存在問題17
• 1.4 論文工作17-18
• 第2章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)18-27
• 2.1 多孔介質(zhì)試樣及液相介質(zhì)選擇18
• 2.2 基本參數(shù)確定18-21
• 2.2.1 骨架密度18-20
• 2.2.2 孔隙率20
• 2.2.3 飽和度20-21
• 2.3 微觀觀察實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)21-22
• 2.4 表觀體積測(cè)量方法22
• 2.5 導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試設(shè)備22-24
• 2.6 電導(dǎo)率測(cè)試系統(tǒng)24-25
• 2.7 接觸角測(cè)量設(shè)備25
• 2.8 不確定度分析25-26
• 2.9 本章小結(jié)26-27
• 第3章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析27-44
• 3.1 水分形態(tài)及顆粒聚集狀態(tài)隨含濕率的變化27-31
• 3.2 含濕試樣表觀體積隨含濕率的變化及分析31-35
• 3.3 含濕試樣導(dǎo)熱系數(shù)隨含濕率的變化及分析35-39
• 3.4 含濕試樣電導(dǎo)率隨含濕率的變化及分析39-43
• 3.5 接觸角測(cè)量結(jié)果43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第4章 接觸角與多孔介質(zhì)臨界含濕率44-49
• 4.1 接觸角與臨界含濕率的關(guān)系建立44-48
• 4.1.1 物理模型假設(shè)44-47
• 4.1.2 計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比與驗(yàn)證47-48
• 4.2 本章小結(jié)48-49
• 第5章 結(jié)論49-50
• 參考文獻(xiàn)50-56
• 致謝56-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況57

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1078421