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Knudsen Diffusion nach Martin Knudsen bezeichnet Diffusionsprozesse bei denen Teilchen öfter mit Fließbegrenzungen als m

Knudsen-Diffusion

Knudsen-Diffusion (nach Martin Knudsen) bezeichnet Diffusionsprozesse, bei denen Teilchen öfter mit Fließbegrenzungen als mit anderen Teilchen zusammenstoßen.

Dies bedeutet, dass die mittlere freie Weglänge der Teilchen größer ist als eine geometrische Beschränkung. Knudsen-Diffusion tritt also auf, wenn die Knudsen-Zahl sehr viel größer als eins ist:

Dies ist für die Diffusion dünner Gase (Knudsen-Gase) in porösen Medien der Fall.

Der Knudsen-Diffusionskoeffizient (SI-Einheit ) ist abhängig von der Porengeometrie, jedoch unabhängig vom Druck und der molaren Masse eines zweiten Gases, in dem die Diffusion stattfindet. Für eine lange, gerade Pore berechnet sich der Knudsen-Diffusionskoeffizient zu:

mit

Der Knudsen-Diffusionskoeffizient eines Gases in einem porösen Medium lässt sich aus dem Wert für eine einzelne gerade Pore berechnen:

mit

Belege Bearbeiten

  • (Memento vom 2. Mai 2004 im Internet Archive) (111 kB)
  • E. L. Cussler: Diffusion – Mass transfer in fluid systems, Cambridge University Press, 1997, ISBN 0-521-56477-8
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Knudsen Diffusion nach Martin Knudsen bezeichnet Diffusionsprozesse bei denen Teilchen ofter mit Fliessbegrenzungen als mit anderen Teilchen zusammenstossen Dies bedeutet dass die mittlere freie Weglange der Teilchen grosser ist als eine geometrische Beschrankung Knudsen Diffusion tritt also auf wenn die Knudsen Zahl sehr viel grosser als eins ist K n 1 displaystyle Kn gg 1 Dies ist fur die Diffusion dunner Gase Knudsen Gase in porosen Medien der Fall Der Knudsen Diffusionskoeffizient D K displaystyle D mathrm K SI Einheit m 2 s displaystyle mathrm tfrac m 2 s ist abhangig von der Porengeometrie jedoch unabhangig vom Druck und der molaren Masse eines zweiten Gases in dem die Diffusion stattfindet Fur eine lange gerade Pore berechnet sich der Knudsen Diffusionskoeffizient zu D K Pore 2 3 r 8 p R T M displaystyle D text K Pore approx frac 2 3 cdot r cdot sqrt frac 8 pi cdot frac R cdot T M mit r displaystyle r Porenradius R displaystyle R universelle Gaskonstante T displaystyle T Temperatur M displaystyle M molare Masse des diffundierenden Gases Der Knudsen Diffusionskoeffizient eines Gases in einem porosen Medium lasst sich aus dem Wert fur eine einzelne gerade Pore berechnen D K Medium e t D K Pore displaystyle D text K Medium frac varepsilon tau cdot D text K Pore mit e displaystyle varepsilon Porositat des Mediums die fur die Diffusion zur Verfugung steht verbundene Poren t displaystyle tau TortuositatBelege BearbeitenPDF uber Knudsen Fluss in porosen Medien Memento vom 2 Mai 2004 im Internet Archive 111 kB E L Cussler Diffusion Mass transfer in fluid systems Cambridge University Press 1997 ISBN 0 521 56477 8 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Knudsen Diffusion amp oldid 174392959