[科普中国]-对流混合

又称“对流混和”。由于静力或动力等原因引起流体产生对流运动，使质量、热量、动量随之混和。常见由水的密度差异所引起的垂直对流混合和由风力引起的水平对流混合。

简介对流混合是指海水对流引起的混合现象。当上层海水密度比下层海水密度大时，重力大于浮力，上层海水下沉，下层海水相应上升，发生垂直方向的对流，从而产生混合。取决于海水密度垂直分布，与海水的运动状态无关。1

主要特征对流混合又称对流扩散、倒转混合，是指由于湖水的密度差异引起对流运动，使质量、热量、动量发生混合的现象。多发生在春秋季节，湖水具有不稳定的密度分层处。湖水温度的垂直变化、河流携入的含沙量变化、蒸发时含盐度的增加以及湖底有温泉流出等，都会影响湖水表层或深处密度的变化，导致对流混合的发生。对流混合的深度及其传播速度取决于水层的负稳定度。此值越大，对流混合越易产生，传播也就越深越快。对流混合主要发生在垂直方向上。当不同湖区同一深度由于水温不同导致密度差异时，水平方向上也可发生对流混合。但与垂直混合相比，它对湖泊状况的作用较小，而混合速度却较快。1

影响因素各国政府和科学家已经认识到CO2地质封存是一个长期有效的温室气体减排措施。在地质封存过程中，注入的CO2存在形式对CO2地质封存工程的可行性和安全性十分重要。相较于"气体"储存机制，残余"气体"储存、溶解储存和矿物储存机制对于CO2地质封存而言是更为安全的储存形式。积累于低渗透性盖层底部的CO2溶解使附近区域水溶液密度增加，从而引起"对流混合"现象。这一过程可降低储层中的超临界CO2通过垂直路径（如裂隙、断层和废弃井）向上逃逸的风险，因此增加了CO2地质封存的长期性和安全性。2

相关术语扩散混合对于互溶性组分如固体与液体，液体与气体，液体与液体组分等，在混合过程中，以分子扩散形式向四周作无规律运动，从而增加了两个组分间的接触面积和缩短了扩散平均自由程达到均匀分布状态。对于互不相溶性组分的粉粒子，在混合过程中以单个粒子为单元向四周移动，类似气体和液体分子的扩散，使各组分的粒子先在局部范围内扩散，达到均匀分布，称为扩散混合。

剪切混合由于物料群体中的粒子相互间形成剪切面的滑移和冲撞作用，引起局部混合，称为剪切混合。对于高粘稠度流变物料如面团和糖蜜等，主要是依靠剪切混合，一般称为捏和。捏和机工作部件对物料产生的剪切力，使物料拉成愈来愈薄的料层，料层表面出现裂纹，产生层流流动，达到局部混合，谓之剪切混合。挤压膨化机和绞肉机中的物料在螺杆作用下也产生剪切混合。

事实上，物料在混合机里往往同时存在着上述三种混合方式，单一的混合方式是少见的，但是常以其中的一种混合方式为主。

本词条内容贡献者为:

张勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院