کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7054488 1458019 2018 11 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Hydrodynamic effects on the aggregation of nanoparticles in porous media
ترجمه فارسی عنوان
اثرات هیدرودینامیکی بر تجمع نانوذرات در رسانه های متخلخل
ترجمه چکیده
جمع آوری نانوذرات کروی به عنوان آنها از طریق رسانه های متخلخل گسترش می یابد با استفاده از شبکۀ شبکهای بولتزمن و ردیابی تراکمهای ذرات فردی مورد بررسی قرار می گیرد. رسانه های متخلخل به عنوان آرایه های دوره ای از حوزه های مختلف در بسته بندی بسته بندی مدل سازی می شوند. اثرات متقابل واکنش بین ذرات بر روی تجمع ذرات از طریق یک احتمال تجمعی تنها بر روی برخورد ذرات درمان می شود. تجمع سریع با احتمال تجمعی با مقادیر نزدیک به یک نشان داده شده و تجمع آهسته با احتمال تجمع پایین نشان داده می شود. یک الگوریتم که برای مقادیر زمانی مختلف بین هیدرودینامیک و حرکت براونیا مطرح می شود، طراحی و تایید شده است. یافته شده است که اندازه ذرات اولیه، غلظت ذرات اولیه، سرعت جریان تزریق و احتمال تجمع به طور قابل توجهی به پویایی تجمع تاثیر می گذارد. محاسبات میانگین اندازه گذار میانگین نشان می دهد که میزان تجمع در نزدیکی ورودی متخلخل متخلخل است، اما در حال حرکت به سمت پایین پایین تر، به طور چشمگیری کاهش می یابد. دلیل آن این است که رشد دانه های بزرگ تر روند تجمع را تضعیف می کند. همچنین مشخص شده است که دانه های بزرگتر در فضای خالی در نزدیکی سطح ماتریکس منفی تشکیل شده است، در حالی که زمان حضور ذرات به اندازه کافی طول می کشد تا دانه ها بتوانند رشد کنند. همبستگی تجربی براساس پارامترهای قابل اندازه گیری برای پیش بینی میانگین اندازه کلی ارائه شده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
چکیده انگلیسی
The aggregation of spherical nanoparticles as they propagate through porous media is explored using lattice Boltzmann simulations and tracking of the trajectoties of individual particles. The porous media are modeled as periodic arrays of spheres in different packing configurations. The effects of interparticle interactions on particle aggregation are treated through a single aggregation probability upon particle collision. Fast aggregation is represented by an aggregation probability with values close to one, and slow aggregation is represented by lower aggregation probability. An algorithm that accounts for the different time scales between hydrodynamics and Brownian motion is devised and validated. It is found that primary particle size, initial particle concentration, injection flow rate, and aggregation probability significantly impact the dynamics of the aggregation. Calculations of the transient mean size of the aggregates show that the aggregation rate is high near the entrance of the porous medium, yet dramatically decreases when moving farther downstream. The reason is that the growth of larger aggregates slows the aggregation process. It is also found that the bigger aggregates are formed in the pore space near the pore matrix surface, where particle residence time is long enough to allow the aggregates to grow. An empirical correlation based on measurable parameters is proposed for the prediction of the mean aggregate size.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 121, June 2018, Pages 477-487
نویسندگان
, ,