[发明专利]一种多孔介质盲端孔及其自清洁或自采集的方法

说明书

本申请提供了一种多孔介质盲端孔及其自清洁或自采集的方法，所述盲端孔的内壁存在第一层级颗粒；在所述第一层级颗粒的表面存在第二层级颗粒；所述第一层级颗粒的粒径为所述盲端孔的特征长度的1％至50％；所述第二层级颗粒的粒径为所述第一层级颗粒的粒径的0.01％至10％；所述盲端孔的自清洁或自采集的方法，包括：向所述盲端孔所在的多孔介质中注入第二液体，第二液体自发地进入所述盲端孔中，将所述盲端孔中的第一液体替换出来；所述盲端孔的组成材质记为第一材质，所述第二液体与所述第一材质的界面能小于所述第一液体和所述第一材质的界面能；所述盲端孔的粗糙体积比大于0.2。

技术领域

本文涉及但不限于新能源与高效节能领域，尤其涉及但不限于复杂多孔介质中含有盲端孔结构的液体自清洁结构设计和一种自清洁或自采集的方法。

背景技术

多孔介质中的多相流动在诸多工程领域有着重要的应用，例如散热过程中所用到的吹胀板、泡沫铜等结构的多相驱替过程或清洁过程，油气资源开采过程中通过多相驱替过程开采被困在多孔介质中的剩余油。而这些结构的多相流动或清洁过程中，最难实现的便是盲端孔结构中被困住的流体的清洁或采集。由于盲端孔结构仅含有一个进出口，在提供被困住的流体流出的同时还要提供驱替流体流入的通道，两者的流动方向相反，这就导致盲端孔结构中很难实现净流量的流入，其清洁或者采集过程往往难以实现。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本申请提供了一种盲端孔，其特征在于，所述盲端孔内的内壁存在第一层级颗粒；在所述第一层级颗粒的表面存在第二层级颗粒；

所述第一层级颗粒的粒径为所述盲端孔的特征长度的1％至50％；所述第二层级颗粒的粒径为第一层级颗粒的粒径的0.01％至10％；

所述盲端孔的粗糙体积比大于0.2。

在本申请提供的一种实施方式中，所述盲端孔的粗糙体积比大于0.5。

在本申请提供的一种实施方式中，所述盲端孔的特征长度为所述盲端孔的最大内切圆直径；所述粒径(特征粗糙边长)为颗粒最大投影面积的水力直径。

在本申请提供的一种实施方式中，所述盲端孔的粗糙体积的获取方法包括以下步骤：

1)使用正多边形的柱体或正多边体内接所述盲端孔，获取所述正多边形的柱体或正多边体的最大体积，所述盲端孔的体积与所述正多边形的柱体或正多边体的最大体积的差值记为粗糙体积；

2)将所述粗糙体积与所述盲端孔的比值为粗糙体积比。

在本申请提供的一种实施方式中，若第二层级颗粒的体积对计算粗糙体积基本没有影响，可以在计算粗糙体积比时忽略。

在本申请提供的一种实施方式中，当所述盲端孔内接所述正多边形的柱体获得所述最大体积时，所述盲端孔满足公式(1)

公式(1)中，F_n为所述正多边形的角系数，A^*为所述粗糙体积与所述盲端孔体积的比值。

在本申请提供的一种实施方式中，所述正多边形的柱体选自正三角形的柱体、正四边形的柱体、正五边形的柱体、正六边形的柱体、正八边形的柱体和圆形的柱体中的任意一种。

在本申请提供的一种实施方式中，所述正多边形的角系数F_n由公式(2)得出，

公式(2)中，α_i为所述正多边形的内角，n为正多边形的边数。

例如正三角形角系数为2.05，正四边形的角系数为0.86，正五边形的角系数为0.49，正六边形的角系数为0.32，正八变形的角系数为0.17，圆形的角系数为0。