[發明專利]流體輸運法

無效

• 申請號: 96107680.1
• 申請日: 1996-06-21
• 公開（公告）號: CN1069845C
• 公開（公告）日: 2001-08-22
• 發明（設計）人: 付文兵
• 申請（專利權）人: 付文兵
• 主分類號: B01D53/22
• 分類號: B01D53/22
• 代理公司: 內蒙古自治區專利服務中心
• 代理人: 呼和

本發明，為一種流體輸運法，涉及流體動力學領域，特別是關于流體分子附著于分子篩膜的動力學方面。

本發明，主要是利用八十年代末發展的分子篩膜來完成的，不同的流體分子大小不一，分子篩膜篩孔對流體分子有較強的吸附作用，孔徑相當的不同分子篩對同一流體分子的吸附力也大小不一，直徑小于篩孔孔徑的流體分子可擴散并通過分子篩膜孔道，直徑大于篩孔孔徑的流體分子因空間位阻不能通過分子篩膜孔道，即分子篩膜不能透過直徑大于篩孔孔徑的流體分子。本發明所指分子篩膜包括一切具有分子篩效應的膜物質，甚至包括沒有孔徑而靠其它特性篩分分子的膜物質，這時可以假想“篩孔孔徑”和“分子直徑”，“分子直徑”大于“篩孔孔徑”表示分子不能透過該膜，“分子直徑”小于“篩孔孔徑”表示分子可以透過該膜，此時的“大于”和“小于”兩詞不具有通常的數學意義，具體可用“不匹配”和“匹配”兩詞分別代替。分子篩膜在流體動力學方面有著極其廣泛的應用前景，但目前還未開發。

本發明，為了利用分子篩膜輸運流體，特提出了一種流體輸運法。

本發明，是一種利用流體和分子篩膜的特點來輸運流體的方法，具體是用分子篩膜構成一腔，在腔內封閉分子直徑大于分子篩膜篩孔孔徑的大分子流體，使其附著力在分子篩膜孔口的集合內不均勻布，將含大分子流體的腔安置在分子直徑小于分子篩膜篩孔孔徑的小分子流體中。

本發明方法，附著力可以是分子篩膜在其孔口的集合內不均勻分布的吸附力，也可以是外作用場在分子篩膜孔口的集合內不均勻分布的作用力；不均勻分布的吸附力可以是由有較大吸附力的部分分子篩膜和有較小吸附力的部分分子篩膜組合提供的；有較大吸附力和有較小吸附力的部分分子篩膜的組合，可以是極性和非極性分子篩膜、也可以是大極性和小極性分子篩膜；外作用場可以是非均勻靜電場；靜電場可以是腔外電荷板產生的靜電場；分子篩膜對小分子流體的附著能遠小于對大分子流體的；小分子流體的分子量比大分子流體的大；大分子流體可以是極性大的、或飽和度小的、或極化率大的流體，相對地小分子流體可以是極性小的、或飽和度大的、或極化率小的流體；大分子流體和小分子流體宜為氣體，具體可選氨氣、氖氣，氣壓最好小于1000毫米汞柱，氣溫最好在-20-+180攝氏度間。

本發明原理，為便于敘述，作了一些定義，分子篩膜為膜E，由膜E構成的腔不包含膜E，大分子流體為流體C，對流體C附著力大的部分分子篩膜為膜A，小的部分為膜B，小分子流體為流體D，依本方法構成的系統，經足夠長時間后，流體D會擴散到封閉腔內并達到動態平衡，系統除去腔后剩余的部分，靠近膜A一面的稱區A，靠近膜B一面的稱區B，包含于封閉腔的、膜E表面的篩孔孔口位置稱附著位，每個附著位最多只能附著一個分子，可能是流體C分子，封閉腔除去附著位后剩余的部分稱區C。從區C熱運動過來與附著位上附著的流體C分子作用的流體D分子，因該流體C分子的位阻而不能經附著位進入區A或B，從區A或B熱運動過來與附著位上流體C分子作用的流體D分子，因無流體C分子的位阻而可能經附著位進入區C，也可能先占據附著位，然后再進入區C，因此存在流體D從區A或B向區C的轉移，此種轉移必然引發流體D自區C向區A或B的擴散。

膜A表面的所有附著位為層A，膜A表面單位數量的附著位為層Sa，對于區C來說，層Sa內的所有流體C分子可看作轉移入口，其面積為Sai，其余部分可看作擴散出口，其面積為Sao，同樣有層B、層Sb、轉移入口面積Sbi、擴散出口面積Sbo，層Sa和層Sb構成的腔為腔S。對于腔S，在流體C和D的密度一定的情況下，當加熱或冷卻系統至一穩定溫度并達到動態平衡時，區A或B內動能大于附著能的流體D分子有可能轉移進入區C，當膜E對流體D分子的附著力遠小于對流體C分子的附著力時，可能進入的數量與Sao、Sbo成正比，記作KSao、KSbo,K為表征系統的一個不變項，設單位時間從區A或B內轉移到區C的流體D分子數分別為Nai和Nbi，有：

Nai=KSao(Sai/(Sai+Sbi))、Nbi=KSbo(Sbi/(Sai+Sbi))設區C內因轉移而蓄積的流體D分子數為N，H為表征系統的另一個不變項，設單位時間內從區C擴散到區A或B的分子數分別為Nao和Nbo，有：

Nao=HN(Sao/(Sao+Sbo))、Nbo=HN(Sbo/(Sao+Sbo))設單位時間內層Sa和層Sb分別從區A和B向區C輸運的流體D分子數為Na和Nb，有：