[发明专利]一种测定多孔介质有效扩散系数和孔隙率方法无效

专利信息
申请号: 201110366560.5 申请日: 2011-11-17
公开(公告)号: CN102507394A 公开(公告)日: 2012-06-20
发明(设计)人: 王国香;徐洪峰;卢璐 申请(专利权)人: 大连交通大学
主分类号: G01N13/00 分类号: G01N13/00;G01N15/08
代理公司: 大连东方专利代理有限责任公司 21212 代理人: 高永德
地址: 116028 辽宁*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 测定 多孔 介质 有效 扩散系数 孔隙率 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于测试技术领域,尤其涉及多孔介质有效扩散系数和孔隙率的测定方法。

背景技术

扩散过程遍布化学工程各个领域,例如催化、吸附和膜分离等过程,流体混合物在多孔介质中的扩散是决定过程性能的决定性因素。气体在多孔介质内扩散不同于在自由介质内扩散,由于受到固体介质的阻力,其相应的扩散系数就会有所减小。不同的多孔材料具有不同的孔隙率和曲折因子。因此准确快速地测定多孔材料的孔隙率和气体在多孔介质内的有效扩散系数在化工和科研工作中都具有重要的意义。现有技术中测定多孔材料孔隙率的方法一般是用压容法,该方法的缺点是测定较繁琐,不易于快速准确的测定,不能适应化工和科研的实际需要,且测试气体有毒性,对人体和环境有危害。

一、发明内容

本发明的目的是根据一组分通过另一静止组分的扩散原理,提出一种测定气体,特别是蒸汽在多孔介质内的有效扩散系数,进而得到多孔材料孔隙率的方法。

本发明的技术方案是:一种测定多孔介质有效扩散系数和孔隙率方法,包括测定组分A在组分B中的二元气体扩散系数DAB的蒸发管法,即将液体组分A注入蒸发管底部,将蒸发管垂直于水平面放入鼓风烘箱中,鼓风烘箱内充满气体组分B,保持鼓风烘箱中的温度T和压力p恒定;记录鼓风烘箱的温度T、蒸发管底部液体组分A的原始液面位置距蒸发管管口的距离z0和经过一定时间θ后蒸发管底部液体组分A液面下降到的位置距蒸发管管口的距离z;将记录的T、p、z0和z带入公式

DAB=RTpBMρAL(z2-z02)2pMAθ(pA1-pA2)---(1)]]>

计算出组分A在组分B中的扩散系数DAB,式中

pA1——测定条件下液体组分A的饱和蒸汽压(从《化工溶剂手册》查获),Pa;

pA2——液体组分A在管口处的分压(通过计算得知),Pa;

DAB——液体组分A蒸汽在组分B的扩散系数,m2/s;

p——总压力,1.0134×105Pa;

R——气体常数,8.314×103N·m/(kmol·K);

T——热力学温度,K;

z——记录的蒸发管底部液体组分A液面下降的位置距蒸发管管口的距离,m;

z0——记录的蒸发管底部液体组分A的原始液面位置距蒸发管管口的距离,m;

ρAL——液体组分A的密度,kg/m3

MA——液体组分A的摩尔质量,kg/kmol;

θ——蒸发管底部液体组分A的液面下降所用时间,s;

pBM——组分B的对数平均分压,Pa;计算公式为

pB2=p-pA2

pB1=p-pA1

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