石墨多孔介质孔隙度与比表面积的分形描述-煤炭学报.pdf

摇 第35卷第10期 煤摇 摇 炭摇 摇 学摇 摇 报 Vol.35摇 No.10摇 摇 2010年 10月 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY Oct.摇 2010摇 摇 摇 文章编号:0253-9993(2010)10-1725-05 石墨多孔介质孔隙度与比表面积的分形描述 1,2,3 2 4 3 王启立 ,胡亚非 ,何摇 敏 ,刘摇 颀 (1郾 中国矿业大学 煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室,江苏 徐州摇 221008;2郾 中国矿业大学 化工学院,江苏 徐州摇 221008;3郾 中国矿 业大学 电力工程学院,江苏 徐州摇 221008;4郾 徐州工程学院,江苏 徐州摇 221008) 摘摇 要:为准确描述石墨多孔介质的孔隙结构,从Menger 海绵模型出发,建立了石墨多孔介质的分 形模型,推导了孔隙度和比表面积的分形表达式。 关系式表明,石墨多孔介质的孔隙度和比表面积 与等分数(m)、去掉的立方体个数(n)、迭代次数(i)有关,合理选择m、n、i是准确模拟的关键。 压 汞实验的结果表明,石墨试样体积分形维数在2郾68 ~2郾92 之间,与Menger 海绵的分形维数2郾73 较为接近,实验值与理论计算值基本吻合,可以应用分形理论描述石墨多孔介质的孔隙度与比表面 积。 关键词:多孔介质;孔隙度;比表面积;分形维数 中图分类号:TB383郾4摇 摇 摇 文献标志码:A Fractal description of porosity and specific surface area for porous media of graphite 1,2,3 2 4 3 WANG Qi鄄li ,HU Ya鄄fei ,HE Min ,LIU Qi (1郾Key Laboratory of Coal Processing and Efficient Utilization,Ministry of Education,China University of Mining and Technology,Xuzhou摇 221008,China; 2郾Schoolof ChemicalEngineering and Technology,China University of Mining and Technology,Xuzhou摇 221008,China;3郾Schoolof ElectricPowerEngineer鄄 ing,China University of Mining and Technology,Xuzhou摇 221008,China;4郾XuzhouInstitute of Technology,Xuzhou摇 221008,China) Abstract:The fractal modelof graphiteporousmediawasestablishedtoaccurately describetheporestructure.There鄄 lationshipsamongporosity,specificsurfaceareaandequalportion(m),numberof subtractedcubes(n),iterationtimes (i)were deduced fromMengermodel.Thesimulationwasinfluencedbytheparametersofm,n andiandtheeffectsof parameterswerediscussed.Mercuryinjectiontestwascarriedouttovalidatethefractalequations.Theexper