渗流的特点是什么

流体通过多孔介质的流动称为渗流.多孔介质是指由固体骨架和相互连通的孔隙、裂缝或各种类型毛细管所组成的材料.渗流力学就是研究流体在多孔介质中运动规律的科学.它是流体力学的一个重要分支,是流体力学与岩石力学、多孔介质理论、表面物理、物理化学以及生物学交叉渗透而形成的.渗流现象普遍存在于自然界和人造材料中.如地下水、热水和盐水的渗流；石油、天然气和煤层气的渗流；动物体内的血液微循环和微细支气管的渗流；植物体内水分、气体和糖分的输送；陶瓷、砖石、砂模、填充床等人造多孔材料中气体的渗流等.渗流力学在很多应用科学和工程技术领域有着广泛的应用.如土壤力学、地下水水文学、石油工程、地热工程、给水工程、环境工程、化工和微机械等等.此外,在国防工业中,如航空航天工业中的发汗冷却、核废料的处理以及诸如防毒面罩的研制等都涉及渗流力学问题.渗流的特点在于：（1）多孔介质单位体积孔隙的表面积比较大,表面作用明显.任何时候都必须考虑粘性作用；（2）在地下渗流中往往压力较大,因而通常要考虑流体的压缩性；（3）孔道形状复杂、阻力大、毛管力作用较普遍,有时还要考虑分子力；（4）往往伴随有复杂的物理化学过程.渗流力学是一门既有较长历史又年轻活跃的科学.从Darcy定律的出现已过去一个半世纪.20世纪石油工业的崛起极大地推动了渗流力学的发展.随着相关科学技术的发展,如高性能计算机的出现,核磁共振、CT扫描成像以及其它先进试验方法用于渗流,又将渗流力学大大推进了一步.近年来,随着非线性力学的发展,将分叉、混沌以及分形理论用于渗流,其它诸如格气模型的建立等等,更使渗流力学的发展进入一个全新的阶段.渗流力学的应用范围越来越广,日益成为多种工程技术的理论基础.由于多孔介质广泛存在于自然界、工程材料和人体与动植物体内,因而就渗流力学的应用范围而言,大致可划分为地下渗流、工程渗流和生物渗流3个方面.地下渗流是指土壤、岩石和地表堆积物中流体的渗流.它包含地下流体资源开发、地球物理渗流以及地下工程中渗流几个部分.地下流体资源包括石油、天然气、煤层气、地下水、地热、地下盐水以及二氧化碳等等.与此相关的除能源工业外还涉及农田水利、土壤改良(特别是沿海和盐湖附近地区的土壤改良)和排灌工程、地下污水处理、水库蓄水对周围地区的影响和水库诱发地震、地面沉降控制等.地球物理渗流是指流体力学和地球物理学交叉结合而出现的渗流问题.这些问题的研究进一步推动了渗流力学理论的发展.地球物理渗流包括雪层中的渗流和雪崩的形成、地表图案的形成、海底水冻层的溶化、岩浆的流动和成岩作用过程以及海洋地壳中的渗流等.存在于人造多孔介质或工程装置中的流体渗流称为工程渗流,它涉及化学工业、冶金工业、原子能工业、机械工业、建筑工业、轻工食品等多个部门.存在于人体和动植物体内的流体渗流称为生物渗流,它包含人体和动物体内毛细血管中的血液流动与呼吸系统的气体运动,植物体内的水分糖分的流动等.简单地说．渗流研究的意义体现在；渗流理论已经成为人类开发地下水、地热、石油、天然气、煤炭与煤层气等诸多地下资源的重要理论基础,在环境保护、地震预报、生物医疗等科学技术领域中,在防止与治理地面沉降、海水人侵,兴建大型水利水电工程、农林工程、冻土工程等工程技术中,已成为必不可少的理论.