多孔介质内流固局部非热平衡效应广泛存在于多种科学技术领域。煤矿井下液氮防灭火和发散冷却技术都涉及到多孔介质流固局部非热平衡的热质传递过程,然而二者却有显著区别。前者的固体骨架导热系数较小,后者的固体骨架导热系数较大,这种导热系数的显著差异可能会对热质传递过程中的局部非热平衡效应产生重要影响。本文以局部非热平衡为理论基础,采用实验和模拟相结合的方法,对不同导热系数多孔介质内的局部非热平衡热质传递特性进行了研究。主要工作有:(1)搭建了模拟巷道实验台,探究了液氮在低导热系数煤多孔介质内的热质传递及局部非热平衡特性。结果表明,注氮位置、漏风状况和注氮流量等参数对浮煤多孔介质内热质传递有显著的影响;在靠近极低温区的中层和底层出现了二次降温现象。(2)针对低导热系数规则球和煤多孔介质,分别建立了多尺度模型,所得模拟结果与实验吻合较好。基于该模型数值探究了低温氮气在低导热系数多孔介质内的局部非热平衡特性。研究发现,入口处的局部非热平衡效应最显著;颗粒直径、氮气的质量流率、进口温度和多孔介质初始温度对局部非热平衡效应有不同程度的影响。(3)针对高导热系数多孔介质,使用修正的分相模型数值探究了液态水的相变发散冷却过程。模拟结果表明,在冷、热表面和两相区界面处的局部非热平衡效应显著。