La constricción es un parámetro adimensional que se utiliza para describir los procesos de transporte (a menudo difusión molecular ) en medios porosos .
Se considera que la constricción depende de la relación entre el diámetro de la partícula en difusión y el diámetro de los poros. El valor de constrictividad es siempre menor que 1. La constrictividad no se define para un solo poro, sino como el parámetro de todo el espacio poroso considerado.
La resistencia al transporte en medios porosos aumenta porque la viscosidad del fluido (que llena los poros) aumenta en la vecindad de las paredes de los poros (efecto Renkin; [1] ver también efectos electroviscosos ). Este efecto es importante en poros muy estrechos y en el estrechamiento de los poros de su diámetro al mismo tamaño que el diámetro de las partículas en difusión. La constricción debe distinguirse de los efectos de la difusión de Knudsen . La difusión de Knudsen ocurre cuando la partícula interactúa con las paredes de los poros más que con otras partículas debido al gran camino libre y los poros estrechos. La constrictividad, por otro lado, depende de la influencia de las paredes de los poros en el líquido que llena los poros.
Hay una serie de fórmulas empíricas que se utilizan para estimar el valor de la constricción. [1] [2] [3] [4] Para geometrías de poros simples, la constricción se puede inferir de la geometría del medio poroso. [5] [6] [7] En la práctica, la constricción junto con la porosidad y la tortuosidad se utilizan a menudo en modelos como parámetros puramente empíricos para establecer las difusividades efectivas en medios porosos.
Notas al pie
- ^ a b Renkin, EM (1954): Filtración, difusión y tamizado molecular a través de membranas de celulosa porosa. J. Gen. Fisiólogo., 38: 225-243.
- ^ Beck, RE, Schultz, JS (1970): Difusión obstaculizada en membranas microporosas con geometría de poro conocida. Ciencia, 170: 1302-1305
- ^ Satterfield, CN, Colton, CK (1973): Difusión restringida en líquidos dentro de poros finos. AIChE J., 19: 628.
- ^ Chantong, A., Massoth, FE (1983): Difusión restrictiva en alúminas. AIChE J., 29 (5): 725-731
- ^ Petersen, EE (1958): Difusión en un poro de sección transversal variable. AIChE J., 4 (3): 343-345
- ^ Curie, JA (1960): Difusión gaseosa en medios porosos, Partes 1 y 2. Br. J. Appl. Phys., 11: 314-324
- ^ Michaels, AS (1959): Difusión en un poro de sección transversal irregular. AIChE J., 5: 270-271.
Fuentes
- P. Grathwohl: Difusión en medios porosos naturales: transporte de contaminantes, cinética de sorción / desorción y disolución . Editores académicos de Kluwer, 1998, ISBN 0-7923-8102-5
- RKM Thambynayagam: The Diffusion Handbook: Soluciones aplicadas para ingenieros . McGraw-Hill, 2011, ISBN 978-0-07-175184-1
- van Brakel, J., Heertjes, PM (1974): Análisis de la difusión en medios macroporosos en términos de porosidad, tortuosidad y factor de constricción. En t. J. Transferencia de masa de calor, 17: 1093–1103