ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Массоперенос через пористые среды из "Тепломассообмен " Под пористой средой обьино понимают твердое тело, содержащее поры. Дать точное геометрическое определение понятия поры достаточно трудно. Обычно под порами понимают пустые промежутки, распределенные в твердом теле. Поры в пористом теле могут быть сообщающимися друг с другом и не сообщающимися. Иногда взаимосообщающуюся часть порового пространства называют эффективным поровым пространством. Этот термин широко применяется в теории фильтрации. [c.338] Пористость Пу обычно определяется как отношение объема пор Упор к объему тела (Пу = V пop/l тeл) Наряду с объемной пористостью вводится понятие поверхностной пористости, или просвет-ность Я, как отношение эффективной площади пор Л ор к общей площади поверхности Л ел (Я, = Лпор/Лтел)- Поверхностная пористость Я, иногда называется просветом. В первом приближении можно считать Пу = Пs — П. [c.338] Наряду с пористостью можно ввести и другие геометрические характеристики пористого тела. Часто используются кривые распределения пор по радиусам Р г) , а для зернистых сред — кривые распределения частиц по размерам (кривая гранулометрического состава). Иногда принимают распределение частиц по размерам логарифмически нормальным и характеризуют его двумя параметрами средним размером (диаметром частиц) й и дисперсий О. В большинстве исследований ограничиваются указанием одного характерного размера пор (1 или зерен I. [c.338] В химической технологии в качестве характерного раз у1сра пористой среды принимают величину 1/51 , где 51/— полная поверхность частиц в единице объема пористой среды. Эта величина хорошо определяется экспериментально. [c.338] Формула (5-1-6) известна как уравнение Кармана—Козенй. Экспериментально было найдено, что постоянная к равна примерно 5. Это означает, что если средний угол наклона жидкости к оси тела в пористом теле составляет около 45°, то 4// = У 2, а постоянная будет в 2,5 раза больше по сравнению с постоянной для круглой трубы, равной 2. [c.339] Уравнение (5-1-15) отличается от уравнения (5-1-9) только тем, что вместо 4 в последнее входит йузт (объемно-поверхностный средний диаметр). [c.341] Формула (5-1-22) подтверждается экспериментально для некоторых пористых тел в области малых критериев Рейнольдса (область ламинарного движения) согласно уравнению (5-1-9), скорость течения жидкости через пористое тело (скорость фильтрации) прямо пропорциональна градиенту давления (Лр//). Это соотношение является частным случаем общего закона фильтрации Дарси (стационарная фильтрация под влиянием постоянного градиента давления при постоянном гравитационном давлении). [c.342] На основе этого соотношения (5-1-7) определяют коэффициент проницаемости Кф. [c.342] Другой переход к проницаемости состоит в том, что вводится минимальное число параметров распределения, например распределения частиц пористой среды по размерам, которого достаточно для определения проницаемости. [c.342] Очевидно, что при весьма неоднородном распределении частиц возможна плотная укладка, при которой мелкие частицы заполняют промежутки между крупными, так что величина должна убывать с ростом D. Корреляции типа (5-1-23) могут быть построены для отдельных модельных систем пористых сред. [c.342] Формула (5-1-7) является выражением закона фильтрации Дарси для стационарного состояния, когда градиент давления есть величина постоянная. [c.342] ТО критическое число Не лежит в пределах от 1 до 0,75. [c.343] С ростом Ке квадратичный член в формуле (5-1-31) оказывает все более существенное влияние он наблюдается в средах, состоящих из крупных частиц. По аналогии с течением в трубах с ростом Ке наступает режим турбулентной автомодельности, причем роль шероховатости стенок играет извилистость. Иногда турбулентной фильтрацией называют такое течение, для которого существенна квадратичная поправка. Однако это не так, потому что инерционная составляющая сопротивления при неравномерном движении становится существенной задолго до того, как поток переходит в турбулентный. [c.344] При малых скоростях фильтрации также наблюдаются отклонения от закона Дарси. В ряде работ [Л. 5-8—5-10] обнаруживалось увеличение скорости фильтрации с ростом градиента давления более быстрое, чем при линейной зависимости. Это отклонение наблюдается в коллоидных капиллярнопористых телах. [c.344] Аналогичное явление наблюдается при фильтрации реологических жидкостей через пористые среды, например через кварцевый песок. [c.344] Вернуться к основной статье