https://3rabica.org/index.php?action=history&feed=atom&title=%D9%88%D8%B3%D8%B7_%D9%85%D8%B3%D8%A7%D9%85%D9%8Aوسط مسامي - تاريخ المراجعة2026-06-13T21:07:20Zتاريخ التعديل لهذه الصفحة في الويكيMediaWiki 1.43.7https://3rabica.org/index.php?title=%D9%88%D8%B3%D8%B7_%D9%85%D8%B3%D8%A7%D9%85%D9%8A&diff=3099860&oldid=prevعبد العزيز: بوت: إصلاح أخطاء فحص أرابيكا من 1 إلى 1042023-06-07T00:26:47Z<p>بوت: إصلاح أخطاء فحص أرابيكا من 1 إلى 104</p>
<p><b>صفحة جديدة</b></p><div>[[ملف:Porousceramic.jpg|تصغير|سيراميك مفتوح الخلية]]<br />
'''الوسيط المسامي''' أو '''المادة المسامية''' هي مادة تحتوي على [[مسامية|مسام]] (فراغات).<ref>{{استشهاد بكتاب|عنوان=Hierarchically Structured Porous Materials: From Nanoscience to Catalysis, Separation, Optics, Energy, and Life Science - Wiley Online Library|لغة=en|DOI=10.1002/9783527639588|سنة=2011|ISBN=9783527639588}}</ref> مملوءة بمائع (غاز أو سائل) بشكل جزئي أو كلي وغالبا ما يطلق على الجزء الصلب المادة «المصفوفة» أو «الهيكل» '''.'''<br />
<br />
هنالك نوع من الأوساط المسامية ذات هيكل مرن (deformable) يطلق عليها اسم المواد الرغوية (foam) وتتشابه هذه المواد مع المواد ذات الهيكل الجامد (rigid) بتعريف الخصائص مثل المسامية والنفاذية وغيرها من المفاهيم المتعلقة بمثل هذا النوع من المواد.<br />
<br />
يمكن التمييز بين الأوساط المسامية من خلال خصائصها الميكانيكية مثل المسامية (porosity) '''النفاذية (permeability)، صلابتها (strength) وغيرها من الخصائص الأخرى. عموماً، تعد المسامية والنفاذية من الخصائص الأبرز في تصنيف الأوساط المسامية.'''<br />
<br />
يمكن اعتبار العديد من المواد الطبيعية مثل الصخور والتربة (مثل [[طبقات المياه الجوفية]] وخزانات البترول) والزيوليت والأنسجة البيولوجية (مثل العظام والخشب والفلين) والمواد التي من صنع الإنسان مثل الإسمنت والسيراميك أوساط مسامية.<br />
<br />
يستخدم مفهوم الوسائط المسامية في العديد من مجالات العلوم والهندسة التطبيقية: [[ترشيح|الترشيح]]، [[ميكانيكا|الميكانيكا]] ([[علم الصوت|الصوتيات]]، [[ميكانيكا|الميكانيكا]] [[علم ميكانيكا الأرض|الجيولوجية]]، [[ميكانيكا التربة]]، [[ميكانيكا الصخور]])، [[هندسة|الهندسة]] ([[هندسة النفط|هندسة البترول]]، [[معالجة حيوية|المعالجة البيولوجية]]، [[هندسة التشييد والبناء|هندسة البناء]])، [[علوم الأرض]] ([[علوم الأرض|الجيولوجيا]] [[علم المياه الجوفية|المائية]]، [[جيولوجيا النفط]]، [[فيزياء الأرض|الجيوفيزياء)]])، البيولوجيا [[فيزياء حيوية|والفيزياء الحيوية]]، [[علم المواد|علوم المواد]].<br />
<br />
== تدفق السوائل من خلال وسائل الإعلام التي يسهل اختراقها ==<br />
يُعد تدفق السوائل عبر الوسائط المسامية موضع اهتمام مشترك، وقد ظهر مجالًا منفصلاً للدراسة. تسمى دراسة السلوك العام للوسائط المسامية التي تنطوي على تشوه الإطار الصلب، الميكانيكا المسامية.<br />
<br />
نظرية التدفق المسامي لها تطبيقات في تقنيات الطباعة النافثة للحبر <ref>Stephen D. Hoath, "Fundamentals of Inkjet Printing - The Science of Inkjet and Droplets", Wiley VCH 2016</ref> والتخلص من النفايات النووية <ref>Martinez M.J., McTigue D.F. (1996) Modeling in Nuclear Waste Isolation: Approximate Solutions for Flow in Unsaturated Porous Media. In: Wheeler M.F. (eds) Environmental Studies. The IMA Volumes in Mathematics and its Applications, vol 79. Springer, New York, NY</ref> ، من بين أمور أخرى.<br />
<br />
يتسبب احتكاك السائل مع جدران الهيكل الخاص بالوسط المسامي إلى إبطائه (تقليل سرعته) مما يؤدي في حال احتواء المائع على جزيئات معلقة على احتجاز هذه الجسيمات داخل الفراغات. تسمى هذه العملية بالترشيح (filtering) وتسمى الأوساط المسامية المستخدم لهذا الغرض بالمرشحات (filters). بالإضافة إلى ما سبق، قد يعلق كمية من السائل في المسامات أثناء عملية الترشيح<br />
<br />
== نماذج هيكل المسام ==<br />
هناك العديد من النماذج المثالية للهياكل المسام. يمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات:<br />
<br />
* الألياف (fiber) أو شبكات [[شعيرة دموية|الشعيرات الدموية]]<br />
* مصفوفة من جسيمات صلبة (مثل الكرات الصلبة أو، حزمة قريبة عشوائية من المجالات)<br />
* مصفوفة من خلايا مفتوحة على بعضها البعض (open cell)<br />
<br />
من الامثلة على النوع الأول الصوف الصخري والكبد ومن الأمثلة على النوع الثاني إسفنجة التنظيف ومن الأمثلة على النوع الثالث الفلاتر الحجرية المستخدمة في تنقية الماء من الشوائب.<br />
<br />
في كثير من الأحيان مواد مسامية ل [[كسيرة|كسورية]] بنية تشبه، وجود مساحة المسام يبدو أن تنمو إلى أجل غير مسمى عندما ينظر إليها مع تزايد تدريجيا القرار.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|DOI=10.1029/2001JB000523|bibcode=2003JGRB..108.2062D|المجلد=108|العدد=B2|صفحات=2062|عنوان=Fractal pore structure of sedimentary rocks: Simulation by ballistic deposition|سنة=2003|صحيفة=Journal of Geophysical Research: Solid Earth|الأخير=Dutta|الأول=Tapati}}</ref> رياضيا، وهذا ما وصفه تعيين سطح المسام و[[بعد هاوسدورف|البعد هاوسدورف]] أكبر من 2.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|DOI=10.1111/j.1365-2389.1994.tb00535.x|المجلد=45|العدد=4|عنوان=The relationship between structure and the hydraulic conductivity of soil|مسار=https://archive.org/details/sim_european-journal-of-soil-science_1994-12_45_4/page/493|سنة=1994|صحيفة=European Journal of Soil Science|صفحات=493–502|الأخير=Crawford|الأول=J.W.}}</ref> وتشمل الطرق التجريبية للتحقيق في الهياكل المسام [[مجهر بؤري|المجهري متحد البؤر]] <ref>[https://spiral.imperial.ac.uk/bitstream/10044/1/18107/2/Characterisation%20of%20Hadley%20Grains%20by%20Confocal%20Microscopy%20-%20accepted.pdf M. K. Head, H. S. Wong, N. R. Buenfeld, "Characterisation of 'Hadley’ Grains by Confocal Microscopy", Cement & Concrete Research (2006), 36 (8) 1483 -1489] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170808193848/http://spiral.imperial.ac.uk/bitstream/10044/1/18107/2/Characterisation%20of%20Hadley%20Grains%20by%20Confocal%20Microscopy%20-%20accepted.pdf |date=8 أغسطس 2017}}</ref> و[[تصوير مقطعي محوسب|التصوير المقطعي بالأشعة السينية]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|DOI=10.1016/j.jhydrol.2012.09.034|المجلد=472-473|عنوان=Using X-ray computed tomography in pore structure characterization for a Berea sandstone: Resolution effect|سنة=2012|صحيفة=Journal of Hydrology|صفحات=254–261|الأخير=Peng|الأول=Sheng|الأخير2=Hu|الأول2=Qinhong|الأخير3=Dultz|الأول3=Stefan|الأخير4=Zhang|الأول4=Ming|bibcode=2012JHyd..472..254P}}</ref><br />
<br />
== قوانين المواد التي يسهل اختراقها ==<br />
واحد من قوانين المواد التي يسهل اختراقها هو [[قانون موراي|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.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Zheng|الأول=Xianfeng|الأخير2=Shen|الأول2=Guofang|الأخير3=Wang|الأول3=Chao|الأخير4=Li|الأول4=Yu|الأخير5=Dunphy|الأول5=Darren|الأخير6=Hasan|الأول6=Tawfique|الأخير7=Brinker|الأول7=C. Jeffrey|الأخير8=Su|الأول8=Bao-Lian|تاريخ=2017-04-06|عنوان=Bio-inspired Murray materials for mass transfer and activity|صحيفة=Nature Communications|لغة=en|المجلد=8|DOI=10.1038/ncomms14921|PMID=28382972|PMCID=5384213|issn=2041-1723|صفحة=14921|bibcode=2017NatCo...814921Z}}</ref><br />
<br />
لتوصيل ماسورة أصل ذات نصف قطر '''''r <sub>0</sub>''''' بالعديد من مواسير الأطفال بنصف قطر '''''r <sub>i</sub>''''' ، فإن صيغة قانون موراي المعمم هي: <math>r_o^a={1 \over 1-X}\sum_{i=1}^Nr_i^a</math> ، 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<br />
<br />
'''[[قانون دارسي]]'''<br />
<br />
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 أيضا الأساس العلمي لنفاذية السوائل المستخدمة في علوم الأرض، لا سيما في الهيدروجيولوجي'''.''' <ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مسار=https://link.springer.com/article/10.1007/BF01036523|عنوان=Flow in porous media I: A theoretical derivation of Darcy's law|تاريخ=|صحيفة=Transport in Porous Media|مكان=|الأخير=Whitaker|الأول=S.|تاريخ الوصول=|doi-broken-date=|DOI=10.1007/BF01036523|صفحات=3–25|سنة=1986|المجلد=1| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20200416045332/http://link.springer.com/10.1007/BF01036523 | تاريخ أرشيف = 16 أبريل 2020 }}</ref><br />
<br />
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:<br />
<br />
<math>Q=-\frac{k A \left(p_\mathrm{b} - p_\mathrm{a}\right)}{\mu L}\,. </math><br />
<br />
حيث أن:<br />
<br />
* Q التدفق مقاس بوحدة متر مكعب لكل ثانية.<br />
* k سماحية الوسط المسامي مقاسة بوحدة المتر المربع<br />
* A مساحة مقطع التدفق مقاسة بوحدة المتر المربع<br />
* p<sub>b</sub> – p<sub>a</sub> الفرق في الضغط بين طرفي الوسط المسامي مقاس بوحدة باسكال<br />
* µ لزوجة المائع مقاسة بوحدة باسكال * ثانية<br />
* L طول مسار التدفق مقاس بوحدة المتر<br />
<br />
== انظر أيضا ==<br />
* [[نظرية التخلل|نظرية الإيقاع]]<br />
* [[رغوة معدنية]]<br />
<br />
== المراجع ==<br />
{{مراجع}}<br />
{{شريط بوابات|علم المواد|فيزياء}}<br />
{{ضبط استنادي}}<br />
<br />
[[تصنيف:مواد]]</div>عبد العزيز