本书围绕多孔介质这一主题，通过理论分析、模拟仿真以及实验方法详细介绍了复杂非牛顿流体在多孔介质中的输运特性，并就多孔介质中气体稀薄效应和压缩效应进行了模拟仿真。本书紧密结合实际，为准确预测复杂流体在多孔材料中流动输运特性、页岩气开发以及优化设计工程隔热材料提供理论指导。

卢银彬，江苏省南通市人，毕业于西安交通大学动力工程及工程热物理专业，获博士学位。现在西安石油大学任教，从事教学科研工作。致力于运用高等传热学、流体力学、化工原理等学科专业知识解决石油工程、能源与动力工程中出现的多相、多孔介质流动传热等问题。主要研究方向有：多孔介质流动传热、复杂流体输运过程的减阻、微纳尺度下流体的流动换热研究等。已发表学术论文10余篇，其中已刊SCI论文6篇，EI论文6篇，靠前外会议7篇。

目 录1绪论1.1引言1.1.1多孔介质的类型1.1.2多孔介质输运现象的研究概况1.1.3多孔介质输运现象的研究方法1.2多孔介质基本参数1.2.1孔隙率1.2.2迂曲度1.2.3比面1.2.4渗透率1.2.5水力传导系数1.2.6饱和度1.2.7孔隙率、渗透率和比面的典型值1.3填充小球多孔介质孔隙率的研究综述1.3.1多孔介质宏观孔隙率研究1.3.2多孔介质局部孔隙率研究1.4多孔介质中复杂流体输运研究综述1.4.1复杂流体在多孔介质中的流动特性1.4.2多种颗粒填充床有效直径的选取1.5气体在多孔介质中输运研究综述1.5.1气体稀薄效应对多孔介质流动的影响1.5.2气体扩散对多孔介质传热的影响1.6本书的主要研究内容1.6.1已有工作的不足1.6.2本书的主要研究工作2填充小球多孔介质孔隙率的研究2.1随机堆积小球多孔介质孔隙率2.1.1小球堆积方式2.1.2大量随机堆积小球多孔介质孔隙率2.1.3孔隙率与文献数据的对比2.2随机堆积小球多孔介质孔隙率的实验研究2.2.1实验的准备工作2.2.2实验过程2.2.3实验结果及讨论2.3填充小球多孔介质局部孔隙率研究2.3.1填充小球多孔介质局部孔隙率模型2.3.2局部孔隙率模型与文献数据的对比2.4填充小球多孔介质局部孔隙率的实验研究2.4.1实验前的准备和操作步骤2.4.2实验扫描图片及处理2.4.3实验结果及讨论2.5本章小结3复杂流体在多孔介质中流动阻力特性的理论研究3.1多孔介质几何模型的建立3.2多孔介质物理模型的建立3.2.1黏性力3.2.2惯性力3.2.3多孔介质中流体流动阻力特性模型3.2.4复杂流体压降梯度模型与文献数据的比较3.3复杂流体在多孔介质中流动阻力系数3.3.1流动阻力的无量纲化3.3.2复杂流体流动阻力系数模型与文献数据比较3.3.3复杂流体流动阻力系数与流变指数的关系3.4惯性项系数的讨论3.5本章小结4复杂流体在多孔介质中流动阻力特性的实验研究4.1实验台系统和准备步骤4.1.1多孔介质主体4.1.2水循环系统4.1.3实验测量设备4.1.4数据采集系统4.2实验流体工质及黏度测量4.2.1实验工质4.2.2黏度参数4.3实验参数的处理4.3.1孔隙率4.3.2混合颗粒球有效直径4.4实验结果及分析4.4.1单一尺寸颗粒球填充多孔介质4.4.2混合尺寸颗粒球填充多孔介质4.4.3实验误差分析4.5有效直径的理论基础4.6本章小结5非牛顿幂律流体在多孔介质中的输运特性模拟研究5.1Fluent简介5.2多孔介质中幂律流体输运特性的数值计算5.2.1问题描述5.2.2几何模型和网格的划分5.2.3物理模型及控制方程5.2.4边界条件5.3分析和讨论5.3.1流变指数的影响5.3.2稠度系数的影响5.3.3孔隙率的影响5.3.4黏性阻力系数的影响5.4本章小结6多孔介质中气体的稀薄扩散和压缩效应6.1矩方法6.1.1矩方程6.1.2数值方法6.1.3边界条件6.2气体在多孔介质中的稀薄扩散效应6.2.1平板微通道中气体稀薄扩散6.2.2圆管微通道中气体稀薄扩散6.2.3多孔介质中的气体稀薄扩散6.3多孔介质中气体的稀薄性和压缩性双重效应研究6.3.1理论基础6.3.2模型的建立6.3.3参数设置6.3.4模拟结果及分析6.4本章小结7气体稀薄和压缩效应对多孔气凝胶隔热材料传热的影响7.1多孔气凝胶隔热材料非稳态传热的模拟7.1.1问题描述7.1.2非稳态传热模型7.1.3数值计算模型7.1.4边界条件7.1.5节点数量和时间步长7.2自编程序的验证7.3不考虑气体扩散效应的非稳态传热7.4气体扩散效应对非稳态传热的影响7.4.1粒径对材料背温的影响7.4.2孔径对材料背温的影响7.4.3绝对渗透率对材料背温的影响7.4.4背温随时间变化7.5气体稀薄效应对非稳态传热的影响7.5.1孔径对材料背温的影响7.5.2渗透率对材料背温的影响7.5.3背温随时间变化7.6考虑气体稀薄性和压缩性双重效应的影响7.6.1孔径对材料背温的影响7.6.2渗透率对材料背温的影响7.6.3材料密度对温升的影响7.6.4背温随时间变化7.7本章小结8结论及建议8.1主要结论8.2后续的工作建议主要符号表参考文献