14614.懸浮微小顆粒在變溫多孔介質(zhì)內(nèi)沉積特性的實驗研究

1、天津大學碩士學位論文懸浮微小顆粒在變溫多孔介質(zhì)內(nèi)沉積特性懸浮微小顆粒在變溫多孔介質(zhì)內(nèi)沉積特性的實驗研究實驗研究AnExperimentalStudyontheDepositionacteristicsofSuspendedParticlesinHeatedSaturatedPousMedia一級學科：動力工程及工程熱物理學科專業(yè)：工程熱物理作者姓名：栗超凡指導教師：戴傳山教授天津大學機械工程學院二零一五年十二月II中文摘要文摘要懸浮微小

2、顆粒在多孔介質(zhì)中的沉積現(xiàn)象廣泛存在于許多工業(yè)領域和自然界中，其特性研究在地熱回灌、石油開采、地下污染物擴散與凈化、水土保持、過濾系統(tǒng)等方面都有著重要應用價值與意義，也是目前許多工業(yè)應用領域中的一個重要研究方向。但以往的研究很少涉及多孔介質(zhì)與懸浮流體間溫度差存在對顆粒沉積所造成的影響，基于現(xiàn)在的研究背景，本文建立了沿管壁恒熱流加熱的滲流實驗系統(tǒng)以及試驗段底部有恒熱流加熱及恒壁溫制冷的靜態(tài)實驗系統(tǒng)并進行了一系列的相關實驗研究。論文包括實驗研

3、究和實驗結(jié)果分析兩部分。通過建立沿管壁恒熱流加熱的滲流實驗系統(tǒng)，研究了懸浮顆粒在飽和多孔介質(zhì)內(nèi)以及入口界面處的沉積和運移特性。著重研究了有無加熱條件，以及不同加熱溫差，相同多孔介質(zhì)和進口懸浮液濃度情況下，實驗段入口界面處與內(nèi)部的顆粒沉積量變化，以及沿程不同位置處的壓力變化。并對實驗過程中的滲流穩(wěn)定性及各測點溫度和多孔介質(zhì)段滲透系數(shù)進行了分析。結(jié)果表明：相對滲透率ktk0在不同溫差下有明顯不同；多孔介質(zhì)與進口流體界面處的沉積量在本試驗條件

4、下隨溫差的增大而增加，沉積結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性降低；多孔介質(zhì)段顆粒沉積強度隨溫差的增大而增大。通過建立試驗段底部恒熱流加熱及恒壁溫制冷的靜態(tài)實驗系統(tǒng)，進行了不同條件下溫差存在時的可視化對比實驗。對相同時刻微小顆粒沉積深度以及沉積質(zhì)量進行了測試研究，并對試驗過程中多孔介質(zhì)段溫度場的穩(wěn)定性進行了分析。結(jié)果表明：溫度差、微小顆粒粒徑、微小顆粒濃度、多孔介質(zhì)材料粒徑等因素均會對顆粒在多孔介質(zhì)中的沉積形態(tài)和沉積質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，實驗條件不同各影響因素所