本文關(guān)鍵詞：雙級(jí)孔材料內(nèi)組分有效擴(kuò)散系數(shù)的理論計(jì)算

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【摘要】：雙級(jí)孔材料中擴(kuò)散與吸附現(xiàn)象廣泛存在于化工過(guò)程中,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其傳遞性質(zhì)對(duì)指導(dǎo)過(guò)程設(shè)計(jì)具有重要意義。從最小尺度的孔隙開(kāi)始采用體積平均方法推導(dǎo)出一個(gè)擴(kuò)散型方程,并且得到該孔隙尺度下有效擴(kuò)散系數(shù)的表達(dá)式。然后以此擴(kuò)散方程為基礎(chǔ)逐級(jí)擴(kuò)大孔隙尺度,直至獲得最大尺度孔隙中對(duì)應(yīng)的擴(kuò)散型方程及其對(duì)應(yīng)的有效擴(kuò)散系數(shù)的理論表達(dá)式。基于此,推導(dǎo)出一個(gè)擴(kuò)散型方程描述雙級(jí)孔材料內(nèi)的組分?jǐn)U散與吸附過(guò)程�？紫督Y(jié)構(gòu)、擴(kuò)散速率、吸附強(qiáng)度的影響由有效擴(kuò)散系數(shù)衡量。將上述理論模型與孔尺度模擬方法結(jié)合,對(duì)多孔圓柱陣列內(nèi)的擴(kuò)散吸附過(guò)程進(jìn)行預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道的直接數(shù)值模擬的結(jié)果吻合。結(jié)果表明:體積平均理論以及推導(dǎo)得到的封閉方程可用于預(yù)測(cè)雙級(jí)孔材料內(nèi)組分的有效擴(kuò)散系數(shù),為理解孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)有效擴(kuò)散系數(shù)的影響以及調(diào)控相關(guān)過(guò)程性能提供了新的方法。
【作者單位】： 西安交通大學(xué)化學(xué)工程系;西安交通大學(xué)熱流科學(xué)與工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 雙級(jí)孔 擴(kuò)散 吸附 體積平均方法
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(21206130) 國(guó)家杰出青年基金項(xiàng)目(51025623)
【分類號(hào)】：TQ021.4
【正文快照】： 多孔介質(zhì)內(nèi)的擴(kuò)散過(guò)程廣泛存在于大量領(lǐng)域[1],如肥料、農(nóng)藥、工業(yè)污染物在土壤中的遷移,化學(xué)成分在填充床反應(yīng)器、填充色譜柱內(nèi)的遷移。組分在多孔介質(zhì)內(nèi)的擴(kuò)散行為受到孔隙連通性、孔隙率的影響,其擴(kuò)散系數(shù)不同于組分在大空間內(nèi)的擴(kuò)散系數(shù),這種擴(kuò)散行為用有效擴(kuò)散系數(shù)描述。

【相似文獻(xiàn)】

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8 逄，

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