1。3 总结

多孔介质的参数（孔隙率、渗透率）及不同位置和厚度及多孔介质参数等均对封闭腔 体内传热及流体流动情况、流场温度场有重要影响。当前国内研究着眼于研究多孔介质孔 隙率，多孔介质材料渗透率、不同方腔倾角对流体流动的显著影响，因而同样间接影响腔 体内传热情况。当前，国外的研究集中于在腔体内部，多孔介质所处的不同位置对传热的 影响·。通过分析多孔介质置于封闭腔体两侧、中心、左右两侧等不同位置对腔体内对流传 热的影响，得出数值模拟结论；同时着眼于不同多孔介质参数达西数 Da、瑞利数 Ra 的变 化对传热过程的影响，分析并得出相应结论。

2 多孔介质传热传质现象概述

2。1 多孔介质定义及特征

多孔介质是单相或多项的物体介质，而多孔介质的固体骨架之外的孔隙中是充满着单 相及多相介质的。而这其中，孔隙空间在多孔介质中是相互连通的，单独气相、单独液相 或者气液两相共存的流体都可以视作为多孔孔隙内的介质。孔隙尺寸极其微小，比表面积 非常大是多孔介质十分典型的物理特征。其内部细微的孔隙可能是互不连通或互相连通的， 甚至也可以一部分相互连通，一部分不连通的。在自然界及工业制造业中，土壤、人体肝 脏、海绵、砂岩和金属泡沫等都属于是典型的多孔介质材料。

“相”是某种物质内部各种性质均匀一致的某种聚集体被称为相。多孔介质的孔隙被某 种单一或几种完全相溶的流体所占据的系统成为单相系统；而多孔介质的多相系统是指孔 隙空间被两种及以上的互不相容的流体所占有。同时，为了更好的讨论多孔介质中的输运 现象，根据孔隙中流体所含的湿份及其饱和状态，将含湿多孔介质分为干、湿及非饱和多 孔介质。其中，湿饱和及干饱和多孔介质皆属于单相流，而非饱和多孔介质属于两相流。 本文是针对与单相流进行的研究。同时，一些宏观张量的大小可能随方向变化，这种情况 称为各向异性；反之称为各向同性。本文主要针对各向同性多孔介质进行研究。文献综述

2。2 多孔介质传热过程的研究方法

相关研究学者通常采用分子、微观及宏观水平的方法来探讨多孔介质能量输运问题。 对于分子水平研究法，主要研究多孔介质流体的分子运动情况，从而得到能量传递以及分 子运动的变化规律；对于微观水平研究法，将流体定义为连续介质，从而在拍平均水平基 础上得到质点处的各个物理量，因此是对多孔介质内部流体性质及规律进行的一种定量描 述。然而，采用分子水平及微观水平来进行多孔介质流动定量描述仍较为困难，因此当今 科学金常采用一种宏观方法，用某种没有固定结构的气液固三相连续介质用以代替多相多 孔介质。

使用宏观方法时，采用局部容积平均方法，物理量被定义为表征体积元(REV)中物理 量的平均值。其要点是：（1）表征体积元应远小于整个流体区域；（2）表征体积元应远大 于单个孔隙的大小，从而可以保证能够包含足够多的孔隙。

因此，本文在表征体积元 REV 的基础之上，使用宏观方法以获得各多孔介质模型参数 的平均值，随后代入到标准控制方程中，从而最终得到多孔介质宏观变量的变化规律。

2。3 多孔介质的基本参数

2。3。1 孔隙率

孔隙率定义为多孔介质内部微小间隙总体积与多孔介质总体积之比，通常所说的孔隙 率是指有效孔隙率，是指多孔介质内部互相连通的微小间隙体积同多孔介质的表观体积之 比，用符号表示，其表达式为来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766- Fluent封闭多孔介质系统传热过程数值模拟(3):http://www.youerw.com/wuli/lunwen_92076.html