Volymfraktioner

Volymfraktioner, ofta betecknade φ_i, är dimensionlösa storheter som beskriver hur stor del av den totala volymen i ett system som upptas av varje komponent. De används inom system med flera faser, till exempel lösningar, emulsioner, skum, polymerblandningar och kompositmaterial. För ett system med n komponenter definieras volymfraktionen för komponent i som φ_i = V_i / V_tot, där V_i är volymen av komponent i och V_tot den totala volymen. Summan av alla φ_i i ett slutet system är lika med 1, under antagande att volymerna är additiva.

Volymfraktioner skiljer sig från massfraktioner. Om man känner massor m_i och densiteter ρ_i kan φ_i beräknas som φ_i = (m_i/ρ_i) / Σ_j (m_j/ρ_j). Volymfraktioner används i modeller för hur egenskaper som täthet, viskositet, elasticitet eller termisk ledningsförmåga beror av kompositionen. I praktiken används de även i beskrivningar av fasfördelning och blandningens stabilitet.

I tillämpningar beskriver volymfraktioner fördelningen av olika faser i en blandning, till exempel andelen vatten i en olja-emulsion, volymandelen av porer i ett poröst material eller andelen förstärkning i en komposit. Vid porösitet och geovetenskap är volymfraktioner centrala för transportegenskaper och hydrauliska parametrar.

Sammanfattningsvis är volymfraktionen en grundläggande parameter som anger hur stor del av volymen varje komponent tar i ett system och den är central för att värdera och modellera egenskaper hos flermaterialssystem.