W doświadczeniach obserwuje się, że strumień rozrzedzonego gazu przepływającego przez dostatecznie wąską kapilarę jest większy, niż wynikałoby to z prawa Poiseuille’a. Analogicznie pomiary przepuszczalności substancji porowatych wykonane za pomocą gazu pod niskim ciśnieniem dają większe wartości, niż wynikałoby to z liniowej teorii Darcy’ego. Efekt ten tłumaczy się w ten sposób, że rozrzedzony gaz w mikrokapilarze lub mikroporach podlega dyfuzji Knudsena. W tych warunkach prędkość cząsteczek na ścianach naczynia jest większa od zera, co zwiększa wypadkowy strumień gazu. Zjawisko to zwie się poślizgiem (ang. slip), efektem Klinkenberga, przepływem Knudsena lub swobodnym przepływem molekularnym (ang. free molecular flow).
Wzrost przepuszczalności substancji porowatych dla przepływu rozrzedzonego gazu opisuje wzór Klinkenberga (1941):
gdzie: – przepuszczalność dla gazu, – przepuszczalność dla cieczy, – średnia droga swobodna cząsteczek gazu pod średnim ciśnieniem – ciśnienie gazu, – promień kapilary w modelu Klinkenberga,
– parametr empiryczny zależący m.in. od
Powyższy efekt wykorzystuje się m.in. do wzbogacania uranu w elektrowniach jądrowych.
Zobacz też liczba Knudsena
Bibliografia Jacob Bear, Dynamics of Fluids in Porous Media, American Elsevier Pub. Co., New York, 1972.
Linki zewnętrzne http://www.nature.com/nature/journal/v278/n5699/abs/278035a0.html
Kategoria:Dyfuzja