Theoretical Investigation of Thermodiffusion (Soret Effect) in Multicomponent Mixtures
Notice bibliographique
Résumé
Thermodiffusion is one of the mechanisms in transport phenomena in which molecules are transported in a multicomponent mixture driven by temperature gradients. Thermodiffusion in associating mixtures presents a larger degree of complexity than non-associating mixtures, since the direction of flow in associating mixtures may change with variations in composition and temperature. In this study a new activation energy model is proposed for predicting the ratio of evaporation energy to activation energy. The new model has been implemented for prediction of thermodiffusion for acetone-water, ethanol-water and isopropanol-water mixtures. In particular, a sign change in the thermodiffusion factor for associating mixtures has been predicted, which is a major step forward in modeling of thermodiffusion for associating mixtures. In addition, a new model for the prediction of thermodiffusion coefficients for linear chain hydrocarbon binary mixtures is proposed using the theory of irreversible thermodynamics and a kinetics approach. The model predicts the net amount of heat transported based on an available volume for each molecule. This model has been found to be the most reliable and represents a significant improvement over the earlier models. Also a new approach to predicting the Soret coefficient in binary mixtures of linear chain and aromatic hydrocarbons using the thermodynamics of irreversible processes is presented. This approach is based on a free volume theory which explains the diffusivity in diffusion-limited systems. The proposed model combined with the Shukla and Firoozabadi model has been applied to predict the Soret coefficient for binary mixtures of toluene and n-hexane, and benzene and n-heptane. Comparisons of theoretical results with experimental data show a good agreement. The proposed model has also been applied to estimate thermodiffusion coefficients of binary mixtures of n-butane & carbon dioxide and n-dodecane & carbon dioxide at different temperature. The results have also been incorporated into CFD software FLUENT for 3-dimensional simulations of thermodiffusion and convection in porous media. The predictions show the thermodiffuison phenomenon is dominant at low permeabilities (0.0001 to 0.01), but as the permeability increases convection plays an important role in establishing a concentration distribution. Finally, the activation energy in Eyring’s viscosity theory is examined for associating mixtures. Several methods are used to estimate the activation energy of pure components and then extended to mixtures of linear hydrocarbon chains. The activation energy model based on alternative forms of Eyring’s viscosity theory is implemented to estimate the thermodiffusion coefficient for hydrocarbon binary mixtures. Comparisons of theoretical results with the available thermodiffusion coefficient data have shown a good performance of the activation energy model.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».