含湿多孔介质表观导热系数测量准确性微细观影响因素及机理研究

含湿多孔介质表观导热系数准确测量对科学研究和工程应用均具重要意义。由于测试过程中对介质施加一定热影响，邻近探头区域水分发生演化迁移，使得该区域与主体区有所区别，可能导致测量误差。本研究将从该区域孔隙结构和骨架物理特性对水分形态、分布、演化迁移的影响切入，着重考察不同结构形态水的传递迁移物理过程及其对热湿传递的影响，分析该区域孔隙尺度热湿传递与表观传递特性的内在联系，探讨影响含湿介质导热系数测量准确性的因素。具体采用界面物理理论，重点分析水分形态、分布、相变及迁移过程及其对传递的影响规律，实验分析多孔介质骨架结构、物理属性、孔隙中水形态、分布及演化等，认识孔隙内部气液固三相的依存关系对宏观传递的影响，在此基础上，分析影响含湿多孔介质导热系数测量准确性的微细观影响因素，为改进测试用传热模型和测量技术，提高测量准确性提供理论依据和指导。

含湿多孔介质表观导热系数准确测量对科学研究和工程应用均具重要意义。但非饱和含湿多孔介质，特别是低含湿多孔介质，介质表观导热系数很难准确测量。本研究从孔隙尺度热湿传递过程对表观传递特性内在影响入手，分析影响非饱和含湿多孔介质表观导热系数测量准确性的因素，以期为改进测试用传热模型和测量技术，提高测量准确性提供理论依据和指导。.利用显微观测实验系统对自然条件下不同含湿率介质孔隙内液体基本形态、分布进行了大量深入细致实验观测；利用电导率测试实验分析电导率随含湿率变化规律，通过分析液体形态及分布对宏观导电性能影响，分析不同含湿率情况下的液体形态分布；综合不同含湿率条件下的观测实验、电导率测量实验和表观体积测量实验等，通过理论分析，提出了液体形态发生变化的临界含湿率理论模型及判断依据。.对加热条件下堆积多孔介质中液体形态演化特性及机理进行了研究分析；根据不同含湿率时热湿迁移物理过程，建立了能够描述低于临界含湿率和高于临界含湿率两种情况热湿传递过程的数理模型。.通过研究发现，低含湿率时多孔介质导热系数测量误差较大，通过分析测量过程中孔隙内水分形态变化及其对热湿传递过程的影响，分析了影响导热系数测量准确性的机理；提出了测量小颗粒材料导热系数方法，并进行了实验验证，该方法使得研究堆积多孔介质热湿传递过程时，在无法准确测量表观导热系数情况下，可便于直接采用测量固相体导热系数，并结合流体导热系数以及建立的热质传递模型进行理论分析。.在临界含湿率计算模型基础上，提出了一种测量液体在细小颗粒表面表观接触角的简易方法。