什么是多孔介质?(a porous medium?)

多孔介质是一种含有孔隙的物质,或固体材料之间的空隙,液体或气体可以通过。天然多孔介质的例子包括沙子、土壤和某些类型的石头,如浮石和砂岩。海绵、陶瓷和网状泡沫也被制造出来用作多孔介质。这些材料在科学、工业和日常生活中的应用非常广泛,尽管它们可能最常用作过滤器。...

多孔介质是一种含有孔隙的物质,或固体材料之间的空隙,液体或气体可以通过。天然多孔介质的例子包括沙子、土壤和某些类型的石头,如浮石和砂岩。海绵、陶瓷和网状泡沫也被制造出来用作多孔介质。这些材料在科学、工业和日常生活中的应用非常广泛,尽管它们可能最常用作过滤器。

从物理上讲,多孔介质可以通过其孔隙率或孔隙大小与其他材料(包括其他多孔介质)区分开来。低孔隙率的材料渗透性较差,通常孔隙较小,使气体或液体更难通过,而高孔隙率的材料孔隙较大,容易渗透。在过滤过程中,孔隙率是一个重要的考虑因素,因为如果必须用多孔介质去除颗粒,则孔隙必须足够小,以便有效地捕获颗粒。地质学家在观察石油和天然气储层时也会考虑周围的岩石和土壤的孔隙度。被困在低孔隙度岩石中的天然气被称为“致密气”,比其他储量更难获取。。

孔隙度范围从致密页岩和砂岩中的低百分比到砂中的约50%,粘土中的高达70%。人造材料甚至可以更加多孔。例如,网状泡沫是一种用于空调过滤器和化妆品涂抹器的多孔介质,其孔隙率高达98%。

多孔介质在科学和工业中最常见的应用之一是过滤。在制造厂中,这些材料可用于过滤气体或液体,既可以通过机械方式过滤颗粒,也可以通过化学方式过滤某些化合物。待过滤的物质通过多孔介质过滤,并在通过材料中的孔隙时得到净化。这种方法的工业用途包括水处理和石油精炼。

多孔介质也经常用于水产养殖和家庭水族馆系统。碳过滤器由多孔活性炭组成,用于水族馆中吸收水中不需要的有机化合物和金属。活性炭是化学过滤的一个例子,但机械过滤也是一种可能的选择。在后一个系统中,多孔海绵通过机械方式过滤掉颗粒物,为水箱中的生物体创造了一个更清洁的环境。

  • 发表于 2022-01-30 09:44
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  • 分类:科学

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