[发明专利]多孔介质流体渗流模拟装置及方法

权利要求书

1.一种多孔介质流体渗流模拟装置，其特征在于，包括：

密封隔热容器，其内充满用于模拟待模拟多孔介质中流体的导热介质；

热源，用于向所述导热介质提供热能；

多个温度传感器，用于待所述热源的热量输出恒定，且多个温度传感器在相同采样时刻采集的温度数据呈线性关系时，采集所述密封隔热容器内不同位置处导热介质的温度数据；

数据处理装置，用于根据所述温度数据以及预设的相似比例系数确定所述待模拟多孔介质的渗流参数；所述相似比例系数为传热参数与相似渗流参数间的比例系数；其中，所述相似比例系数包括：

温度场中任意一点的温度与待模拟多孔介质几何相似点的压力之间的第一相似比例系数C_p；

温度场中任意一点的导热量与待模拟多孔介质几何相似点的渗流量之间的第二相似比例系数C_q；

温度场中任意一点的热阻与待模拟多孔介质几何相似点的渗流阻力之间的第三相似比例系数C_r；

所述第一相似比例系数C_p、所述第二相似比例系数C_q和所述第三相似比例系数C_r之间的关系为：

2.如权利要求1所述的多孔介质流体渗流模拟装置，其特征在于，所述根据所述温度数据以及预设的相似比例系数确定所述待模拟多孔介质的渗流参数，包括：

根据公式J＝C_qQ确定所述待模拟多孔介质在任意一个温度传感器所对应的非热源位置处的渗流量Q；

其中，J为所述导热介质在任意一个温度传感器所对应的非热源位置处的导热量，且λ为所述导热介质的热传导系数，A为所述导热介质的横截面积，T₁为热源位置处的导热介质的温度值，T₂为所述导热介质在任意一个温度传感器所对应的非热源位置处的温度值，L为任意一个温度传感器所对应的非热源位置至所述热源位置的传热距离。

3.如权利要求1所述的多孔介质流体渗流模拟装置，其特征在于，所述根据所述相似比例系数和记录的温度数据，确定所述待模拟多孔介质的渗流参数，包括：

根据公式T＝C_pP确定所述待模拟多孔介质在任意一个温度传感器所对应的非热源位置处的压力P；其中，T为所述导热介质在任意一个温度传感器所对应的非热源位置处的温度值。

4.如权利要求1所述的多孔介质流体渗流模拟装置，其特征在于，所述数据处理装置还用于根据公式确定所述待模拟多孔介质的渗流率κ；

其中，R_h为所述导热介质的热阻，A为所述导热介质的横截面积，L为任意一个温度传感器所对应的非热源位置至所述热源位置的传热距离，μ为所述待模拟多孔介质的流体粘度。

5.如权利要求1所述的多孔介质流体渗流模拟装置，其特征在于，所述密封隔热容器包括金属圆筒，所述热源设置于所述金属圆筒的一端，所述金属圆筒的另一端设有密封端盖。

6.如权利要求5所述的多孔介质流体渗流模拟装置，其特征在于，所述金属圆筒的外表面包覆有隔热层，所述密封端盖的材质为绝热材料。

7.如权利要求5所述的多孔介质流体渗流模拟装置，其特征在于，所述金属圆筒的表面设有防护层。

8.如权利要求1所述的多孔介质流体渗流模拟装置，其特征在于，所述热源包括恒功率电热源。

9.如权利要求1所述的多孔介质流体渗流模拟装置，其特征在于，所述导热介质包括粉砂。

10.如权利要求1所述的多孔介质流体渗流模拟装置，其特征在于，所述多个温度传感器安装于所述密封隔热容器上，且沿所述密封隔热容器的轴向均匀分布；每个温度传感器的探头向内伸入至所述密封隔热容器的轴线位置。