无序多孔介质中硬球流体的扩散：Enskog 理论描述

我们使用 Enskog 理论描述无序多孔介质中硬球流体的自扩散系数。利用我们先前开发的用于描述硬球流体热力学性质的标度粒子理论，获得了流体-流体和流体-基质对分布函数接触值的简单解析表达式，并作为 Enskog 理论的输入。所获得的接触值表达式仅由几何孔隙率描述，不包含对其他类型孔隙率的依赖，而这些孔隙率对热力学性质的描述十分重要。研究表明，应用此类接触值忽略了基质对流体粒子的捕获效应，为正确描述基质影响，Enskog 理论中至少应包含探针粒子孔隙率 $\phi$。在本文中，我们通过将流体-基质和流体-流体对分布函数的接触值替换为包含几何孔隙率和探针粒子孔隙率 $\phi$ 依赖关系的新性质，扩展了 Enskog 理论。研究表明，这种对 Enskog 理论的半经验改进对应于描述热力学性质的 SPT2b1 近似，并能正确预测多孔介质对无序多孔介质中硬球流体扩散系数影响的变化趋势。文中给出了与计算机模拟的良好一致性。讨论了流体密度、流体与基质球尺寸比、基质孔隙率和基质形貌对硬球流体自扩散系数的影响。