
【化】 porous medium
多孔介質(Porous Media)指内部含有大量相互連通或非連通孔隙的固體材料,流體可在其孔隙中流動。在工程學、地質學和環境科學中,該術語強調材料的多相結構特性。
孔隙體積與總體積的比值($phi = frac{V{text{pores}}}{V{text{total}}}$),決定介質儲流能力。例如,砂岩孔隙率通常為 10–30%。
量化流體通過能力的參數(單位:達西),滿足達西定律:
$$ Q = -frac{kA}{mu} frac{Delta P}{L} $$
其中 $Q$ 為流量,$k$ 為滲透率,$mu$ 為流體黏度。
單位體積内孔隙的表面積,影響吸附和化學反應速率。
《多孔介質流體流動基礎》
Bear, J. Dynamics of Fluids in Porous Media(多孔介質流體動力學)
GB/T 31033-2014《石油天然氣工業術語》對多孔介質的定義
注:以上來源為行業标準及經典學術著作,定義與參數均符合工程實踐共識。
多孔介質是由固相骨架和孔隙空間組成的物質,其孔隙中可容納液體、氣體或氣液兩相流體。以下是其核心要點:
多孔介質由固體骨架和孔隙網絡構成。孔隙空間可相互連通(如砂岩)或部分連通(如裂縫性岩石),孔隙尺寸從納米級到毫米級不等。典型示例包括土壤、岩石、催化劑載體等。
分類依據 | 主要類型 | 示例 |
---|---|---|
孔隙形态 | 孔隙性、裂縫性、多重性介質 | 砂岩(孔隙性)、石灰岩(裂縫性) |
孔隙尺寸 | 微孔介質(納米級)、介孔介質(亞微米-毫米級) | 活性炭(微孔)、砂礫層(介孔) |
形成方式 | 天然介質(岩石、生物組織)、人造介質(過濾材料) | 植物根系(天然)、陶瓷過濾器(人造) |
代表性單元體積(REV):用于定義宏觀參數(如孔隙率)的最小代表性體積。壓降特性:流體通過多孔介質時壓降顯著增加,需通過模型模拟。
如需更詳細參數(如滲透率計算公式)或具體案例,可參考、5、7中的數學模型分析。
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