多孔介质

多相物质共存的组合体
多孔介质是一种由固体物质组成的骨架和大量微小空隙构成的物质体系。这些空隙可以由液体、气体或者两者混合占据，且相对于某一相而言，其他相则弥散在其内部。多孔介质的空隙既可以是相互连通的，也可以是部分连通、部分不连通的。这种特性使得多孔介质对于渗流力学的研究至关重要，因为流体在这种介质中呈现出渗流的运动方式。

物理特征

多孔介质的空隙尺寸非常微小，比表面积也非常大。例如，砂岩的地层孔隙直径通常在1微米到500微米之间，而毛细血管的内径一般为5~15微米。此外，多孔介质的比表面积数值巨大，如砂岩的比表面积一般达到105平方米/立方米的数量级。这一特征对流体渗流时的表面分子力作用、多孔介质的吸附、过滤、传热和扩散等过程有着显著的影响[1]。

分类

多孔介质可以根据成因和组成进行分类。按照成因，可分为天然多孔介质和人造多孔介质。天然多孔介质包括地下多孔介质和生物多孔介质，前者如岩石和土壤，后者如人体和动物体内的微细血管网络和组织间隙以及植物体的根、茎、枝、叶等。人造多孔介质种类繁多，如过滤设备内的滤器，铸造砂型，陶瓷、砖瓦、木材等建筑材料，活性炭、催化剂、鞍形填料和玻璃纤维等的堆积体等。按照微小空隙的形态和结构，多孔介质还可以分为孔隙性多孔介质、裂缝性多孔介质和多重性多孔介质。孔隙性多孔介质包括两类：一类是孔隙在各个方向相互连通，无明显隶属层次关系的，如砂岩、土壤、人造颗粒状材料的堆积体等；另一类是孔隙呈树枝状分布，有明显隶属层次关系的，如微细血管网络。裂缝性多孔介质内的空隙主要为微小裂缝，如裂缝性的石灰岩和白云岩等。当多孔介质内兼有多重形态的微小空隙时，被称为多重性多孔介质，如裂缝-孔隙系统的碳酸盐岩层。