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狭窄性は、多孔質媒体内の輸送プロセス（多くの場合、分子拡散）を記述するために使用される無次元パラメータです。
狭窄度は、拡散粒子の直径と細孔の直径の比に依存すると考えられています。狭窄度の値は常に 1 未満です。狭窄度は、単一の細孔ではなく、考慮される細孔空間全体のパラメータとして定義されます。
多孔質媒体内の輸送抵抗は、 （細孔を満たす）流体の粘度が細孔壁付近で増加するため、増加する（レンキン効果、[1]電気粘性効果も参照 ）。この効果は、非常に狭い細孔や、細孔の直径が拡散粒子の直径と同じサイズに狭まる場合に重要である。狭窄性は、クヌーセン拡散の効果と区別する必要がある。クヌーセン拡散は、自由行程が大きく細孔が狭いために、粒子が他の粒子よりも細孔壁と相互作用するときに発生する。一方、狭窄性は、細孔壁が細孔を満たす流体に与える影響によって決まる。
狭窄度の値を推定するために使用される経験式は多数あります。[1] [2] [3] [4] [5]単純な細孔形状の場合、狭窄度は多孔質媒体の形状から推測できます。[6] [7] [8]実際には、狭窄度は、多孔度と屈曲度とともに、多孔質媒体内の有効拡散率を確立するための純粋に経験的なパラメータとしてモデルで使用されることがよくあります。
脚注
- ^ ab Renkin, EM (1954):多孔質セルロース膜を通した濾過、拡散、分子ふるい分け。J . Gen. Physiologist., 38: 225-243
- ^ Beck, RE, Schultz, JS (1970):既知の孔形状を持つ微多孔膜における拡散阻害。サイエンス、170: 1302-1305
- ^ Satterfield, CN, Colton, CK (1973):細孔内の液体の制限拡散。AIChE J., 19: 628
- ^ Chantong, A., Massoth, FE (1983):アルミナ中の制限拡散。AIChE J., 29 (5): 725-731
- ^ Berg, CF (2012):アーチーの法則の再検討: 曲がり具合と狭窄によるコンダクタンスの記述。PRE、86 (4): 046314
- ^ Petersen、EE (1958):さまざまな断面の細孔内での拡散。 AIChE J.、4 (3): 343-345
- ^ Curie, JA (1960):多孔質媒体における気体の拡散、パート 1 および 2。Br. J. Appl. Phys.、11: 314-324
- ^ Michaels, AS (1959):不規則断面の細孔における拡散。AIChE J., 5: 270-271
出典
- P. Grathwohl:天然多孔質媒体における拡散: 汚染物質の輸送、吸着/脱着および溶解速度論。Kluwer Academic Publishers、1998 年、ISBN 0-7923-8102-5
- RKM Thambynayagam:拡散ハンドブック: エンジニアのための応用ソリューション。McGraw-Hill、2011、ISBN 978-0-07-175184-1
- van Brakel, J., Heertjes, PM (1974):多孔性媒体における拡散の多孔度、屈曲度、および狭窄係数による解析。Int . J. Heat Mass Transfer、17: 1093–1103