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本文以砂子为研究对象，对堆积型含湿多孔介质有效导热系数进行了测量和实验研究，并通过认识含湿多孔介质孔隙内水分分布及加热条件下水分演化过程，揭示了孔隙尺度传递过程对介质有效导热系数测量结果的影响。本文研究主要有以下几个方面：
研究了Hot Disk热常数分析仪测试含湿堆积砂导热系数时探头放置方式对测试结果的影响。干燥试样和饱和含湿试样流动性好，探头与试样较易均匀密实接触，探头放置方式对测量结果没有影响；非饱和含湿试样流动性差，探头放置方式对其与试样接触状态有很大影响，进而对测量结果影响显著。
利用Hot Disk热常数分析仪对不同含湿情况下的堆积砂有效导热系数进行测试和分析；利用高速CCD结合立体显微镜，对低含湿率和高含湿率砂子孔隙尺度水分分布形态及孔隙内水分在加热条件下演化和扩散进行了细致的实验观察。并分析了孔隙内水分分布形态及热湿传递对导热系数测量结果的影响机理。
四种粒径堆积砂干燥时的导热系数在0.224～0.228W/(m·K)之间，粒径的变化对其没有明显规律性影响。随含湿率的增加，有效导热系数值明显呈增大的趋势。含湿率小于25％的堆积砂有效导热系数值随含湿率的增加迅速增大；含湿率大于25％时，随含湿率的增加，有效导热系数的增长速度变得相对缓慢。
当砂子含湿率较低(小于25％)时，孔隙中的液体水主要以颗粒间孤立液桥形式存在，各孔隙的液相水尚未相互联通。测试过程中，由于探头对试样进行加热，紧贴探头区域孔隙内水分发生蒸发扩散，导致该区域的孤立液桥逐渐减小，甚至消失。从宏观角度，由于探头附近水分的蒸发和扩散作用，使得探头周围的试样成分一直在发生变化且与初始状态不同，导致试样的宏观导热性能持续变化，因此低含湿率时有效导热系数很难准确测得。
随着含湿率的逐渐增大(从25％开始)，不同孔隙间的液态水相互联通。尽管测试时贴近探头孔隙内水分发生蒸发扩散，但由于毛细力作用，使得远离探头的水分回流补充到探头附近区域。从宏观上讲，测试过程中探头附近的区域能够一直维持相对稳定的状态，试样构成与初始状态比较一致，所以含湿率较高时，有效导热系数较容易测得。