Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/59023
標題: 球狀粒子在圓柱狀孔隙中的分佈係數及擴散係數
Partition Coefficient and Diffusion Coefficient of Spherical Particles in Cylinndrical Pores
作者: 張厚謙
關鍵字: 化學工程類;基礎研究
摘要: 
溶質分子經過多孔性膜的擴散是一個重要的現象,有助於瞭解許多在工程上及生物系統上的滲透過程。從微觀的角度來看,要研究這種滲透過程必須涉及平衡常數的定量化及溶質分子在可滲透膜上微小孔隙中的布朗運動。在研究初期,此類微小孔隙被視為截面積固定的直通道,以近似真實孔隙的幾何性質。以此假設,對於一個長度為h 的直通道在滲透過程中的幾個重要性質可表為下式:Ppore = Kpore Dpore / h (1)其中Kpore 為孔隙平衡分佈常數,Dpore 孔隙內平均擴散係數,Ppore 為單一孔隙之滲透係數。假設h 相對孔隙直徑為大,則孔隙的開口效應(enflance effect)可以忽略,溶質分子由較高濃度(C-)側通過孔隙滲透到較低濃度(C+)側的擴散流(單位莫耳/單位時間)可表為Flow=AporePpore(CC+) (2)其中Apore 為孔隙之截面積。由eq(1)及eq(2)中Dpore(CC+)/h 根據Fick』s law 可將溶質的flux(莫耳/面積/時間)加以定量化。而分佈係數Kpore 描述了孔隙中的溶質分子濃度(Kpore C-及Kpore C+)因幾何因素及能量因素而低於孔隙兩端的均質濃度(C- 及C+),其中幾何因素是指溶質分子再孔隙中實際可分佈空間的縮減,能量因素則是指溶質分子與孔隙通道孔壁之間的交互作用,包括各種吸引力及排斥力。在文獻中對於棒狀溶質分子在特定幾何形狀(不考慮交互作用)的孔隙中的分佈係數Kpore 有所討論。而圓球狀粒子與孔壁間的交互作用定量模型也已被提出。但利用此交互作用定量模型計算出其對應的分佈係數則尚未齊備。本研究將探討此分佈係數問題的通用近似結構,並以溶質分子與孔隙半徑之比例對分佈係數Kpore 作因次展開序列。有助建立溶質分子與孔隙管壁之間的幾何能量交互作用隻理論基礎。並利用數值分析方法建立一數學模型以估計圓球狀溶質分子在圓柱狀孔隙中的分佈係數及擴散係數。
URI: http://hdl.handle.net/11455/59023
其他識別: NSC94-2214-E005-004
Appears in Collections:化學工程學系所

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