核級(jí)石墨微觀孔隙有效擴(kuò)散系數(shù)研究

編號(hào)：NMJS07117

篇名：核級(jí)石墨微觀孔隙有效擴(kuò)散系數(shù)研究

作者：魯偉 李曉偉 吳莘馨 孫立斌

關(guān)鍵詞： 核級(jí)石墨 有效擴(kuò)散系數(shù) 微孔 孔徑分布

機(jī)構(gòu)： 清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院

摘要： 有效擴(kuò)散系數(shù)是描述石墨內(nèi)部擴(kuò)散傳質(zhì)的重要參數(shù),傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)公式中的單一平均孔徑假設(shè)無(wú)法反映石墨內(nèi)部復(fù)雜的孔隙孔徑分布規(guī)律及其對(duì)擴(kuò)散的影響,現(xiàn)有核級(jí)石墨的有效擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算公式與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差較大。考慮到受Knudsen擴(kuò)散影響,并根據(jù)核級(jí)石墨微觀孔隙孔徑分布規(guī)律及擴(kuò)散理論將孔徑范圍分為兩類(lèi),從而對(duì)有效擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算公式進(jìn)行了修正。采用壓汞儀對(duì)IG110核級(jí)石墨未氧化及不同溫度下等溫氧化樣品進(jìn)行了孔徑分析,采用本文修正公式計(jì)算了有效擴(kuò)散系數(shù)并與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了比較。同時(shí)對(duì)失重率、溫度和壓力對(duì)有效擴(kuò)散系數(shù)的影響進(jìn)行了討論。結(jié)果發(fā)現(xiàn),修正公式計(jì)算結(jié)果與核級(jí)石墨擴(kuò)散系數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符,提高了核級(jí)石墨有效擴(kuò)散系數(shù)的計(jì)算精度。有效擴(kuò)散系數(shù)隨失重率的增加而升高,失重率低于20%時(shí)增長(zhǎng)明顯。有效擴(kuò)散系數(shù)與溫度呈0.528次方關(guān)系,與壓力大致呈-0.33次方關(guān)系。