通过静水压力调节电解质溶液的扩散渗透

当两个盐度不同的储液池通过通道或孔隙连接时，会产生一种称为扩散渗透的流体流动。本文研究了在均匀带电的长狭缝中产生的流动，该狭缝的厚度超过了局部 Debye 屏蔽长度。重点关注静水压降 $\Delta p$ 在有限浓度差下建立扩散渗透中的作用。对于厚狭缝，我们恢复了单壁上局部扩散渗透滑移的已知公式，该公式由表面电位、盐浓度及其梯度决定。给出了全局流体流量 $\mathcal{Q}$ 的方程，表示为扩散渗透和压力驱动贡献之和。尽管扩散渗透项本身不受 $\Delta p$ 影响，但狭缝沿线的非线性浓度和表面电位分布，以及由此产生的局部滑移速度都发生了显著改变。我们提出了一个将局部浓度与 $\mathcal{Q}$ 联系起来的方程，并利用它导出了描述狭缝中表面电位变化的表达式。由于 $\mathcal{Q}$ 可以很容易地通过 $\Delta p$ 进行调节，可能出现的浓度和表面电位分布变得非常丰富。我们的理论为最近的流量测量提供了简单的解释，并表明实验数据提供了关于均匀带电狭缝中浓度和表面电位分布的相当直接的信息。简要讨论了我们的结果在探测表面电位盐依赖性方面的相关性。