Технології поділу мембрани спираються на рух молекул через мембрани для досягнення сепарації. Розрахунок дифузійних показників є важливим для проектування і оптимізації цих систем. Ця стаття забезпечує покроковий посібник для обчислення дифузійних показників в мембранних процесах.

Розуміння дифузії в мембранах

Дифузій - це процес, за допомогою якого молекули переміщаються з області вищої концентрації до області нижньої концентрації. У відділенні мембрани цей рух відбувається через напівпроникну мембрану. Норма дифузії залежить від факторів, таких як градієнт концентрації, мембранні властивості і температура.

Перший закон Фікси

Найпоширеніші моделі обчислення дифузійних норм є першим законом Fick. Вона стверджує, що потік, J, пропорційно концентрації, градієнт по мембрані:

J = -D (DC/Dx)]

Де:

  • J = дифузійна флюс (розмір на одиницю площі в час)
  • D] = коефіцієнт дифузії
  • dC/dx = градієнтація концентрацій через мембрану

Розрахунок дифузії

Для визначення дифузії слідувати цими кроками:

  • Заміряють різницю концентрації по мембрані (ΔC).
  • Визначити товщину мембрани (Δx).
  • Знайдіть коефіцієнт дифузії (D) для специфічного молекули та мембранного матеріалу.
  • Розрахунок потоку флюси за допомогою Закона Fick: J = D * (ΔC / Δx).
  • Багатошарова флюсова площа мембрани для пошуку загального дифузії.

Приклад розрахунку

Насадка мембрани має коефіцієнт дифузії 1 х 10]-9] м2]/с, різницю концентрації 50 mol/m3], товщина 0.001 м. Площа мембрани 2 м2.

Розрахунок дифузійної флюси:

ДЖ = 1 х 10[ФЛТ:3] mol/m]2 /s

Потім загальна швидкість дифузії:

Р/р 260х140х290