西安交通大学学报
西安交通大學學報
서안교통대학학보
JOURNAL OF XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY
2012年
3期
107-112
,共6页
谷伟%张虎%李增耀%陶文铨
穀偉%張虎%李增耀%陶文銓
곡위%장호%리증요%도문전
多孔介质%孔径大小%Maxwell-Stefan模型%拖带作用%逆向扩散
多孔介質%孔徑大小%Maxwell-Stefan模型%拖帶作用%逆嚮擴散
다공개질%공경대소%Maxwell-Stefan모형%타대작용%역향확산
为研究孔径大小对扩散过程的影响及组分之间在扩散过程中的相互作用,采用MaxwellStefan模型对混合气体在典型多孔介质内的扩散过程进行了数值模拟.首先引用前人的实验结果验证了该模型及数值方法的可靠性.在此基础上,采用该模型研究了孔径大小对CH4/Ar二元混合气体在多孔介质内扩散过程的影响,以及CH4/Ar/H2三元混合气体在多孔介质内扩散过程中各组分之间的相互作用.研究表明:当孔半径小于0.5 μm时,CH4/Ar的扩散过程随孔半径的增大而加快,当孔半径大于0.5 μm时,CH4/Ar的扩散过程不受孔半径的影响；当不同组分之间的相互拖带作用大于自身的浓度梯度作用时,可能产生逆向扩散、局部压力回升现象；小分子较大分子扩散得快；Maxwell-Stefan模型能够有效地模拟多元混合气体的扩散过程.
為研究孔徑大小對擴散過程的影響及組分之間在擴散過程中的相互作用,採用MaxwellStefan模型對混閤氣體在典型多孔介質內的擴散過程進行瞭數值模擬.首先引用前人的實驗結果驗證瞭該模型及數值方法的可靠性.在此基礎上,採用該模型研究瞭孔徑大小對CH4/Ar二元混閤氣體在多孔介質內擴散過程的影響,以及CH4/Ar/H2三元混閤氣體在多孔介質內擴散過程中各組分之間的相互作用.研究錶明:噹孔半徑小于0.5 μm時,CH4/Ar的擴散過程隨孔半徑的增大而加快,噹孔半徑大于0.5 μm時,CH4/Ar的擴散過程不受孔半徑的影響；噹不同組分之間的相互拖帶作用大于自身的濃度梯度作用時,可能產生逆嚮擴散、跼部壓力迴升現象；小分子較大分子擴散得快；Maxwell-Stefan模型能夠有效地模擬多元混閤氣體的擴散過程.
위연구공경대소대확산과정적영향급조분지간재확산과정중적상호작용,채용MaxwellStefan모형대혼합기체재전형다공개질내적확산과정진행료수치모의.수선인용전인적실험결과험증료해모형급수치방법적가고성.재차기출상,채용해모형연구료공경대소대CH4/Ar이원혼합기체재다공개질내확산과정적영향,이급CH4/Ar/H2삼원혼합기체재다공개질내확산과정중각조분지간적상호작용.연구표명:당공반경소우0.5 μm시,CH4/Ar적확산과정수공반경적증대이가쾌,당공반경대우0.5 μm시,CH4/Ar적확산과정불수공반경적영향；당불동조분지간적상호타대작용대우자신적농도제도작용시,가능산생역향확산、국부압력회승현상；소분자교대분자확산득쾌；Maxwell-Stefan모형능구유효지모의다원혼합기체적확산과정.
