In sedimentation of non-colloidal particles three effects-hindered settling, polydispersity, and hydrodynamic diffusion-play important roles in determining the behavior of the interface region. In order to estimate the diffusion coeffcient for hydrodynamic interaction, the volume fraction of the particles is measured by using NMR-CT, and the mass conservation equation is employed as the model equation, in which only the hindered settling and the hydrodynamic diffusion are taken ito account. The polydispersity effect is eliminated by the extrapolation of the apparent diffusion coefficients to zero time. The diffusion coefficient at time zero, which is purely due to hydrodynamic interaction, increases with increasing bulk volume fraction of particles until it shows maximum at the bulk volume fraction 0.05, and decreases rapidly with the bulk volume fraction up to 0.2.
침강 공정에서는 hindered settling, polydispersity, hydrodynamic diffusion 등 세 가지 효과가 경계구역의 양태를 결정하는데 있어서 중요한 역할을 한다. Hydrodynamic diffusion에 대한 확산 계수를 추산하기 위하여 입자의 부피 분율을 NMR-CT를 이용하여 측정하였다. 확산 계수를 추산하는 모델로서 물질 수지식을 이용하였는데, 이 식에서는 hindered settling과 hydrodynamic diffusion만이 고려되었다. Polydispersity 효과를 제거하기 위하여, 겉보기 확산계수를 시간에 따라 구한 후 영 시간(zero time)으로 외삽하였는데, 이런 방법으로 추정된 확산 계수는 순수하게 hydrodynamic diffusion에 의한 것이라고 할 수 있다. 이와 같은 방법으로 외삽된 확산 계수는 입자의 전체 부피 분율이 증가함에 따라 증가하다가 최대값에 도달한 후 감소함을 보여주는데, 이 최대값에 해당하는 입자 전체 부피 분율은 0.05 정도이다.
