本文關(guān)鍵詞：氣體在微孔介質(zhì)中的等效擴(kuò)散系數(shù)預(yù)測(cè)

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【摘要】：本文通過數(shù)值模擬研究了微孔介質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)氣體等效擴(kuò)散系數(shù)的影響。采用隨機(jī)生成生長(zhǎng)方法生成多孔介質(zhì)的三維微觀結(jié)構(gòu),使用高效的格子-Boltzmann方法求解擴(kuò)散的控制方程,可預(yù)測(cè)微孔結(jié)構(gòu)內(nèi)氣體的等效擴(kuò)散系數(shù)。模擬結(jié)果表明:微孔材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)多孔介質(zhì)中氣體擴(kuò)散及等效擴(kuò)散系數(shù)有顯著影響。對(duì)于高孔隙率情況,基于Fick定律數(shù)值預(yù)測(cè)的氣體等效擴(kuò)散系數(shù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好;對(duì)于部分飽和的顆粒狀微孔介質(zhì),孔隙內(nèi)液滴阻礙了氣體的擴(kuò)散路徑,多孔介質(zhì)的無量綱等效擴(kuò)散系數(shù)與飽和度呈非線性關(guān)系。
【作者單位】： 清華大學(xué)工程力學(xué)系熱科學(xué)與動(dòng)力工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 微孔介質(zhì) 等效擴(kuò)散系數(shù) 格子-Boltzmann方法 構(gòu)效關(guān)系
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.51176089) 教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目(No.20130002110077)
【分類號(hào)】：TQ021.4
【正文快照】： 0引言多孔介質(zhì)中的氣體擴(kuò)散在很多的科學(xué)及工程領(lǐng)域中都有重要應(yīng)用,例如燃料電池電極中的傳質(zhì)^和頁巖氣的存儲(chǔ)開采這些過程依賴于多孔材料的結(jié)構(gòu)特征,包括孔隙率、迂曲度和比表面積。這些參數(shù)可以被綜合為多孔介質(zhì)的等效擴(kuò)散系數(shù),很多學(xué)者通過理論、數(shù)值、實(shí)驗(yàn)及經(jīng)驗(yàn)公式的方

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本文編號(hào)：825400