べき乗型濃度依存拡散係数をもつ系の平板吸着過程 Sorption Process of System with Power Relation between Diffusivity and Concentration

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抄録

収縮座標系に基づく拡散方程式につき拡散係数の濃度依存性を濃度のべき関数で表し, 表面濃度一定の収着過程につき濃度を表面濃度で無次元化し数値解を求め, 収着曲線, 濃度分布, 平均濃度と中心濃度の比, 収着速度などを解析した.また, 収着過程後半に収着速度が初濃度に依存しなくなるRegular regime段階が存在することを確かめ, この段階の近似解析解を求め, 数値解をほぼ満足する結果を得た.さらに, 収着曲線初期勾配およびRegular regime収着速度に拡散係数一定の解を用いて見かけの拡散係数を算出し, これに対応する濃度を拡散係数濃度依存のべき指数と初濃度あるいは平均濃度の関数として表した.これより, 段階的に初濃度と平衡濃度を変える収着過程に, この間での拡散係数濃度依存をべき乗型で近似し, 拡散係数を濃度の関数として簡便に求めることができる.

The sorption process of a system with a power relation between diffusivity and concentration is investigated by a numerical solution of diffusion equation for a slab based on a dissolved solid coordinate with uniform initial concentration, normalized by a constant surface concentration. The sorption curve, concentration profile, ratio of average to center concentration, and sorption rate, are analyzed for various power index values and initial concentrations. Finding a regular regime in the later stage in which the sorption rates become independent of initial concentrations, a semi-analytical solution for this regime is derived and satisfactory agreement is found between the analytical solutions and the numerical results. The apparent diffusion coefficients and the corresponding apparent concentrations, based on the analytical solutions for constant diffusion coefficient, are calculated for both the initial stage and the regular regime of the sorption process. The apparent concentrations are related to the power index and the normalized initial concentration or the average concentration. The relations are useful for easy determination of the concentration-dependent diffusion coefficient as a function of concentration for the sorption experiments with step change of initial and surface concentrations.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 24(2), 306-312, 1998-03-10 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  12件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002835436
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    4424766
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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