Tilavuusosuus

Tilavuusosuus, ofte også kalt volumenfraksjon, er en dimensjonsfri størrelsesandel som beskriver andelen av en enkeltnøkkelkomponent i en blanding eller kompositt basert på volum. Det brukes for å angi hvor stor del av totalvolumet som tilhører en bestemt fase.

Definisjon og notasjon

Tilavuusosuus for fase i skrives som φ_i og beregnes som φ_i = V_i / V_tot, der V_i er volumet av fase i og V_tot er det totale volumet av blandingen. For en blanding av flere faser gjelder ofte at sum over alle faser av φ_i = 1. Tilavuusosuus er dimensjonsløs og kan uttrykkes som en prosentandel ved ganger med 100.

Forhold til massefraksjon

Hvis massfraksjonene w_i og tetthetene ρ_i er kjent, kan tilavuusosuene beregnes som φ_i = (w_i / ρ_i) / Σ_j (w_j / ρ_j). Dette er nyttig når man kjenner vekten av komponenter, men ikke volumer direkte.

Bruksområder

Tilavuusosuus er sentral i beregninger for kompositter (for eksempel fiber- eller-partikkelinnhold), porøse medier og emulsjoner. Den kobler mikrostrukturen til makroskopiske egenskaper og brukes i regler for blandinger, som én av parameterne i forskyvning av egenskaper som tetthet, elastiske moduler og termiske ledningsevner.

Begrensninger

Tilavuusosuus-forutsetter ofte homogen og jevn fordeling av fasene og kan være mindre representativ i anisotrope eller avbildede systemer med betydelig interaksjon mellom faser. Avvik kan oppstå ved betydelig porøsitet eller ved aggregerte eller ikke-sammenfallende komponenter.

Se også

Porositet, massefraksjon, tetthet, regel om blandinger.