纳微米级孔隙气体流动数学模型及应用

对纳微米级孔隙多孔介质内的气体流动进行了研究.利用克努森数划分流态,绘制了流态图版,阐明了不同区域的流动特征.基于Beskok--Karniadakis模型,对渗透率校正系数进行了改进,引入多项式修正系数,将Beskok--Karniadakis模型简化为二项式方程,并利用最小二乘法分段拟合得出多项式修正系数的取值.模型对比显示,简化后的模型具有较高的精确度.应用此模型推导出了纳微米级孔隙气体流量的计算公式.进行了室内微观渗流模拟实验,得到气体平面单向渗流规律,与由纳微米级孔隙气体流量公式计算所得渗流特征进行对比,结果显示本模型与实验数据拟合较好.采用本模型进行编程计算,对其影响因素进行分析,发现气体流量随压力平方差增加而增大,且增加趋势越来越快,并随多孔介质渗透率和克努森扩散系数的增加而增大.     

麦积山石窟第127窟赋存环境特征及对壁画病害的影响

麦积山石窟第127窟窟壁和壁画表面发生了严重的非生物和微生物病害，主室四壁地仗脱落面积达51.24%,且由南向北逐渐递增，微生物病害集中分布于偏北侧窟壁和壁画表面。为了揭示石窟内外环境变化对文物的影响及与病害发生的关系，于2019年用HOBOU23-001型和iButton DS1923微型嵌入式温湿度监测仪对第127窟内外环境和窟壁本体微环境进行同步实时监测。结果表明，受森林性气候的影响，麦积山石窟外环境空气相对湿度(RH)季节性变化较小，窟内空气RH长期大于70%;全年北壁空气RH大于90%的天数达112 d,而南壁仅为3 d; 4—10月间，北壁空气RH月极大值均高于南壁；北壁地仗层RH高于90%的天数达127 d,而南壁地仗层RH均低于90%,且北壁地仗层RH月极大值均高于南壁。这些结果说明，第127窟北壁附近空气及地仗层内长期高RH与窟壁和壁画病害具有相关性，是导致病害发生的重要环境因素，该结果为麦积山石窟文物预防性保护提供科学依据。