金属丝网毛细特性的孔隙尺度数值分析

作     者：贾晓宇 杨剑 王博 林梅 王秋旺 JIA Xiaoyu;YANG Jian;WANG Bo;LIN Mei;WANG Qiuwang

作者机构：西安交通大学能源与动力工程学院流体机械与工程系陕西西安710049 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2023年第74卷第5期

页      面：1928-1938页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52076169)。 

主　　题：金属丝网 多孔介质 孔隙尺度 渗透率 毛细特性 层流 

摘      要：金属丝网多孔材料由于其孔隙可控、高比表面积、高强度和价格低廉的特点,在过滤、催化、高效换热以及防爆领域引起广泛关注。为表征其毛细特性,测量了四种不同规格的铜丝网几何尺寸,并建立了平纹方形编织金属丝网的单元孔隙结构模型。分析了丝径、孔径对孔隙率、比表面积、渗透率的影响。研究发现:Kozeny-Carman公式可以较好预测低流速(小于0.01 m/s)下的金属丝网渗透率关系,其中几何因子与丝网网径成对数关系。流速大于0.01 m/s时,惯性效应的影响不能忽略,通过Forchheimer公式得到Darcy渗透系数和非Darcy渗透系数,并根据类Kozeny模型修正了渗透系数与孔隙率和丝径的关系。研究得到了平纹编织丝网几何结构与毛细特性的拟合关系,为吸液蒸发用金属丝网提供了设计依据。