Poiseuille 流中带吸附的瞬态溶质运移

先前关于 Poiseuille 流中带吸附的溶质运移的研究得出了相互矛盾的结论。一些结论认为吸附相对于示踪剂提高了平均溶质运移速度并减小了弥散，而另一些则得出相反结论。本文通过推导瞬态演化的级数解解决了这一矛盾，该解在适当极限下恢复了先前结果。该解显示了溶质运移行为从早期到晚期的转变，这一转变由一阶与零阶项刻画。平均溶质运移速度在早期增大、晚期减小，而溶质弥散初期减小，但在晚期对分配系数 $k$ 表现出复杂依赖。在平衡吸附模型中，早期 regime 的时间尺度与向晚期 regime 转变的持续时间均随大 $k$ 下的 $\text{ln} k$ 增大。早期 regime 在强吸附系统（$k\gg 1$）中显著。动力学吸附模型显示了从早期到晚期运移 regime 的类似转变，并在吸附与脱附速率较大时恢复平衡结果。随着反应速率减慢，早期 regime 的持续时间增加，但相对于示踪剂的运移速度与弥散变化减弱。一般而言，若分配系数 $k$ 较大，早期 regime 发育良好，且其行为可由无脱附极限情形的分析很好地刻画。