Параметр диффузии и течения жидкости в пористых средах
Констрикция — безразмерный параметр, используемый для описания процессов транспорта (часто молекулярной диффузии ) в пористых средах .
Считается, что сужение зависит от отношения диаметра диффундирующей частицы к диаметру поры. Значение сужения всегда меньше 1. Сжимаемость определяется не для отдельной поры, а как параметр всего рассматриваемого порового пространства.
Сопротивление транспорту в пористых средах увеличивается, поскольку вязкость жидкости (заполняющей поры) увеличивается вблизи стенок пор (эффект Ренкина; [1] см. также электровязкостные эффекты ). Этот эффект важен в очень узких порах и в порах, сужающих свой диаметр до размера диаметра диффундирующих частиц. Констрикцию следует отличать от эффектов диффузии Кнудсена . Диффузия Кнудсена происходит, когда частица взаимодействует со стенками пор больше, чем с другими частицами, из-за большого свободного пробега и узких пор. С другой стороны, сужение зависит от влияния стенок пор на жидкость, заполняющую поры.
Существует ряд эмпирических формул, используемых для оценки значения сужения. [1] [2] [3] [4] [5] Для пор простой геометрии сужение можно определить на основе геометрии пористой среды. [6] [7] [8] На практике сужение вместе с пористостью и извилистостью часто используются в моделях как чисто эмпирические параметры для установления эффективного коэффициента диффузии в пористых средах.
Сноски
- ^ ab Renkin, EM (1954): Фильтрация, диффузия и молекулярное просеивание через пористые целлюлозные мембраны. Дж. Ген. физиолог., 38: 225-243.
- ^ Бек, Р.Э., Шульц, Дж.С. (1970): Затрудненная диффузия в микропористых мембранах с известной геометрией пор. Наука, 170:1302-1305.
- ^ Саттерфилд, К.Н., Колтон, К.К. (1973): Ограниченная диффузия в жидкостях внутри мелких пор. Айше Ж., 19:628
- ^ Чантонг, А., Массот, Ф.Е. (1983): Ограничительная диффузия в оксидах алюминия. Айше Ж., 29 (5): 725-731
- ^ Берг, К.Ф. (2012): Пересмотр закона Арчи: описание проводимости с помощью извилистости и сужения. ПРЭ, 86 (4): 046314
- ^ Петерсен, Э.Э. (1958): Диффузия в поре различного поперечного сечения. Айше Ж., 4 (3): 343-345
- ^ Кюри, Дж. А. (1960): Диффузия газа в пористых средах, части 1 и 2. Br. Дж. Прил. Физ., 11: 314-324.
- ^ Майклс, А.С. (1959): Диффузия в поре неправильного поперечного сечения. Айше Ж., 5: 270-271
Источники
- П. Гратвол: Диффузия в природных пористых средах: перенос примесей, сорбция/десорбция и кинетика растворения . Kluwer Academic Publishers, 1998, ISBN 0-7923-8102-5
- РКМ Тамбынаягам: Справочник по диффузии: прикладные решения для инженеров . МакГроу-Хилл, 2011, ISBN 978-0-07-175184-1
- ван Бракел, Дж., Хертьес, П.М. (1974): Анализ диффузии в макропористых средах с точки зрения пористости, извилистости и фактора сужения. Межд. Дж. Тепломассоперенос, 17: 1093–1103.
