وسط مسامي

قانون دارسي

في هذا الإطار، يعد قانون دارسي أو معادلة دارسي من أهم المعادلات التي تفسر تدفق الموائع في الأوساط المسامية  وقد صاغ هنري دارسي القانون استنادا إلى نتائج التجارب على تدفق المياه من خلال وسط من الرمال. وهو يشكل كذلك الأساس العلمي لنفاذية السوائل المستعملة في علوم الأرض، لا سيما في الهيدروجيولوجي.

من جانب آخر، لاحظ دارسي من خلال تجاربه أن العلاقة بين مقدار تدفق مائع في وسط مسامي يعتمد بشكل طردي على سماحية الوسط ومساحة مقطع التدفق وفرق الضغط بين طرفي الوسط المسامي في حين يعتمد عكسياً على مقدار لزوجة المائع والمسافة المقطوعة داخل الوسط المسامي (مسار المائع في الوسط). يمكن التعبير عن قانون دارسي رياضيا على النحو التالي:

• حيث أن:
• Q التدفق مقاس بوحدة متر مكعب لكل ثانية.
• k سماحية الوسط المسامي مقاسة بوحدة المتر المربع
• A مساحة مقطع التدفق مقاسة بوحدة  المتر المربع
• pb – pa الفرق في الضغط بين طرفي الوسط المسامي مقاس بوحدة باسكال
• µ لزوجة المائع مقاسة بوحدة باسكال * ثانية
• L طول مسار التدفق مقاس بوحدة المتر
• انظر كذلك
• نظرية الإيقاع
• رغوة معدنية

الألياف (fiber) أو شبكات الشعيرات الدموية

إضافةً إلى ذلك، مصفوفة من جسيمات صلبة (مثل الكرات الصلبة أو، حزمة قريبة عشوائية من المجالات)

من جهة ثانية، في كثير من الأحيان مواد مسامية ل كسورية بنية تشبه، وجود مساحة المسام يبدو أن تنمو إلى أجل غير مسمى عندما ينظر إليها مع تزايد تدريجيا القرار. رياضيا، وهذا ما وصفه تعيين سطح المسام والبعد هاوسدورف أكبر من 2. وتشمل الطرق التجريبية للتحقيق في الهياكل المسام المجهري متحد البؤر والتصوير المقطعي بالأشعة السينية.

مصفوفة من خلايا مفتوحة على بعضها البعض (open cell)

كذلك، من الامثلة على النوع الأول الصوف الصخري والكبد ومن الأمثلة على النوع الثاني إسفنجة التنظيف ومن الأمثلة على النوع الثالث الفلاتر الحجرية المستعملة في تنقية الماء من الشوائب.

نماذج هيكل المسام

إضافةً إلى ذلك، هناك الكثير من النماذج المثالية للهياكل المسام. يمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات:

قوانين المواد التي يسهل اختراقها

في هذا الإطار، واحد من قوانين المواد التي يسهل اختراقها هو قانون موراي المعمم. يعتمد قانون موراي المعمم على تحسين نقل الكتلة عن طريق تقليل مقاومة النقل في المسام مع حجم معين، ويمكن أن ينطبق على النقل الأمثل للكتلة التي تنطوي على اختلافات الكتلة والتفاعلات الكيميائية التي تنطوي على بروسيسيس التدفق، جزيء أو أيون نشر.

ومن ناحية أخرى، لتوصيل ماسورة أصل ذات نصف قطر r 0 بالعديد من مواسير الأطفال بنصف قطر r i ، فإن صيغة قانون موراي المعمم هي: ، حيث X هي نسبة تباين الكتلة أثناء النقل الشامل في المسام الأصل، يعتمد الأس α على نوع النقل. لتدفق الصفحي α = 3 ؛ لتدفق المضطرب α = 7/3 ؛ للجزيء أو الأيونية نشر α = 2 ؛ إلخ