首页 理论教育 扩散系数的结果分析及讨论

扩散系数的结果分析及讨论

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了讨论本次实验数据的可靠性,将本次得到的扩散系数与前人的实验数据进行了比较。图4-13为298K、1个大气压下本次实验得出的CO2在不同浓度Na Cl溶液中扩散系数与前人实验数据对比图,从图中可以看出,本次实验结果与Himmelblau等人的结果一致,Hikita H等测定的结果偏高。Hikita H等是采用Stoke的隔膜池法测定CO2在单一电解质溶液及混合电解质溶液中的扩散系数,他验证了Ratcliff和Holdcroft提出的计算气体在电解质溶液中的经验公式,即公式(4-9)。

通过扩散过程中各测点实测的CO2浓度随时间的变化,采用最小二乘法得出压力20MPa、不同温度下CO2在不同浓度Na Cl溶液中的扩散系数,如表4-2和图4-12所示。

从图4-12中可以看出,在相同温度和压力条件下,随着Na Cl溶液浓度的增高,扩散系数逐渐减小,同一盐度时,随着温度的升高,扩散系数增大。

为了讨论本次实验数据的可靠性,将本次得到的扩散系数与前人的实验数据进行了比较。图4-13为298K、1个大气压下本次实验得出的CO2在不同浓度Na Cl溶液中扩散系数与前人实验数据对比图,从图中可以看出,本次实验结果与Himmelblau等人的结果一致,Hikita H等(1979)测定的结果偏高。

Hikita H等是采用Stoke的隔膜池法测定CO2在单一电解质溶液及混合电解质溶液中的扩散系数,他验证了Ratcliff和Holdcroft提出的计算气体在电解质溶液中的经验公式,即公式(4-9)。前文中已得到CO2在纯水中的实验,因此可计算得到DS/DW的比值与温度和电解质溶液浓度的函数关系。由表4-3及图4-14可知,DS/DW的值随温度基本不变,随盐度的增加而降低。

通过绘制1-DS/DW与溶液浓度变化关系图(图4-15),可得到扩散系数与溶液浓度的关系为:

图4-11 CO2在Na Cl溶液扩散实验中各测点上CO2浓度随时间的变化关系

DS/DW=1.7138ce(4-24)

式中:DS——CO2在不同浓度Na Cl溶液中扩散系数;

DW——纯水中扩散系数;

ce——Na Cl溶液的浓度。

在本章第一节中,我们提到Ratcliff和Holdcroft曾计算Na Cl溶液中的k=0.0784 g mol/L,换算成统一单位后,本书中k=0.0955g mol/L,与前人计算值存在一定的偏差。

图4-12 CO2在不同浓度Na Cl溶液中扩散系数随温度的变化图

图4-13 298K、1个大气压下本次实验得出的CO2在不同浓度Na Cl溶液中扩散系数与前人实验结果对比图

[Himmelblau(1964)及Hikita H等(1978)的数据均在298K、0.1MPa时测得,本书中为298K、20MPa下测得,为方便比较,将盐水溶液单位统一化为mol/L]

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈