CN108387485B - 基于分层多孔介质的溶质分子扩散系数测定实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于分层多孔介质的溶质分子扩散系数测定实验装置，包括顶部敞开的箱体、示踪剂检测探头，箱体的内部固设有第一筛板、与第一筛板相互平行的第二筛板，箱体的内腔被第一筛板和第二筛板分隔为用来投放示踪剂的示踪剂投放槽、中间槽、终端槽，示踪剂投放槽的内部还设置有紧贴第一筛板的隔水闸板，中间槽的内部固设有第三筛板，中间槽被第三筛板分隔为第一分槽和第二分槽，第一分槽中填充有第一多孔介质，第二分槽中填充有第二多孔介质，箱体的顶部设置有与箱体的内壁相配合的透明定位板。该实验装置可用于测量非均质多孔介质的分子扩散系数，实验过程操作简单、成本低、效率高、准确性好。

Description

基于分层多孔介质的溶质分子扩散系数测定实验装置

技术领域

本发明涉及一种基于分层多孔介质的溶质分子扩散系数测定实验装置，属于溶质分子扩散系数测定技术领域。

背景技术

溶质在多孔介质中的迁移主要受机械弥散(mechanical dispersion)和分子扩散(diffusion)的驱动。这两者之和被称为水动力弥散(hydrodynamic dispersion)。这两种扩散的物理过程有本质区别，分子扩散是由于存在物理量梯度，包括浓度梯度、温度梯度、压强梯度等引起，而机械弥散主要是由流体(通常为水流)在孔隙中流速的差异性引起。大部分的研究主要关注水动力弥散，而忽略溶质在多孔介质中的分子扩散，原因是分子扩散系数一般远小于机械弥散系数。但在某些情况下，如低流速的水流、高浓度的溶质，分子扩散的作用往往不可忽略。如垃圾填埋场的污染物在含水层中的迁移、地下核废料的泄露等问题，都会更加关注分子扩散的影响。另一方面，地下多孔介质通常为层状结构，各分层的介质性质不同。这种层状非均质结构也会影响溶质分子的扩散系数。因此，分子扩散系数的测定对研究溶质或污染物在地下地质体中的迁移转化具有重要的现实意义。但是目前无论是实验装置还是理论研究，分子扩散均未得到足够的重视，主要的原因在于还没有合适的实验装置去测量。

目前测定分子扩散系数的方法主要有：

温克尔曼法(Winkelman’s Method)为代表的无孔隙介质的测试方法,主要应用于非孔隙介质的分子扩散系数测定，对测试条件要求严格，比如恒温、维持液面扩散分压为零等要求，测试出来的是理想状态下的分子扩散系数值。

以鲍契维尔法、扩散器法、三轴仪方法、无水头扩散器法等为代表的多孔介质弥散系数测定法，在给定水头下供给水和示踪剂溶液，在不同断面和出口处观测示踪剂浓度变化，有试验观测资料，在一维弥散解析解公式的基础上计算出弥散系数。

以上两大类方法广泛应用于测定具有一定流速条件下的弥散系数，除了无水头扩散器，其他几种方法的实验测定结果只能代表水动力弥散系数，并不能代表分子扩散，而无水头扩散器也存在着以下不足：(1)只能测定均值的多孔介质分子扩散系数，不能测定非均值多孔介质的扩散系数；(2)只能测定出口位置的示踪剂浓度，无法掌握分子在土体中的扩散过程；(3)示踪剂的投放区域设计存在可能产生流体速度扰动的可能性，不能保证完全静止，产生较大的实验误差。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了基于分层多孔介质的溶质分子扩散系数测定实验装置，具体技术方案如下：

基于分层多孔介质的溶质分子扩散系数测定实验装置，包括顶部敞开的箱体、示踪剂检测探头，所述箱体的内部固设有第一筛板、与第一筛板相互平行的第二筛板，所述箱体的内腔被第一筛板和第二筛板分隔为用来投放示踪剂的示踪剂投放槽、中间槽、终端槽，所述中间槽设置在示踪剂投放槽和终端槽之间，所述箱体的一侧设置有进水管，所述进水管与示踪剂投放槽连通，所述示踪剂投放槽的内部还设置有紧贴第一筛板的隔水闸板，所述箱体的内壁设置有与隔水闸板边缘相匹配的滑槽，所述滑槽中固设有与隔水闸板边缘相适配的弹性密封条，所述弹性密封条的横截面为U形；所述中间槽的内部固设有第三筛板，所述第三筛板与第一筛板相互垂直，所述中间槽被第三筛板分隔为第一分槽和第二分槽，所述第一分槽中填充有第一多孔介质，所述第一多孔介质的粒径大于第一筛板中筛孔的孔径，所述第一多孔介质的粒径大于第二筛板中筛孔的孔径，所述第一多孔介质的粒径大于第三筛板中筛孔的孔径，所述第二分槽中填充有第二多孔介质，所述第二多孔介质的粒径大于第一筛板中筛孔的孔径，所述第二多孔介质的粒径大于第二筛板中筛孔的孔径，所述第二多孔介质的粒径大于第三筛板中筛孔的孔径；所述箱体的另一侧设置有排水管，所述排水管与终端槽连通；所述箱体的顶部设置有与箱体的内壁相配合的透明定位板，所述透明定位板上设置有多个与示踪剂检测探头相适配的定位孔。

作为上述技术方案的改进，所述透明定位板的上方设置有密封箱盖，所述密封箱盖的一侧与箱体的顶部铰接。

作为上述技术方案的改进，所述进水管上设置有进水阀，所述排水管上设置有排水阀。

作为上述技术方案的改进，所述第一筛板的高度等于第二筛板的高度，所述第三筛板的高度小于第一筛板的高度。

作为上述技术方案的改进，所述第一筛板中筛孔的孔径等于第二筛板中筛孔的孔径，所述第三筛板中筛孔的孔径等于第二筛板中筛孔的孔径。

作为上述技术方案的改进，所述箱体的外侧固设有保温层，所述保温层和箱体之间还设置有由温控器控制的电加热层。

作为上述技术方案的改进，所述隔水闸板的顶端设置有手提孔。

作为上述技术方案的改进，所述透明定位板与箱体的内壁之间为间隙配合。

本发明的有益效果：

在本发明中，通过隔水闸板配合滑槽和弹性密封条来克服示踪剂投放过程中产生的水流运动干扰问题，示踪剂的投放过程得到控制，确保实验过程中的静止状态；通过透明定位板和示踪剂检测探头的配合，利用不同空间点的检测，精确测量示踪剂分子扩散过程，可获得分子扩散随着时间和空间的变化规律，通过简单的模型反演即可求出示踪剂的分子扩散系数。该实验装置可用于测量非均质多孔介质的分子扩散系数，使其更加符合实际含水层的多层非均质特征；同时，也可通过设定不同温度，测量不同温度条件下的分子扩散系数，从而可精确掌握分子在时间和空间上的扩散特征。利用本发明的实验装置进行测量实验，测量过程操作简单、成本低、效率高、准确性好。

附图说明

图1为本发明所述基于分层多孔介质的溶质分子扩散系数测定实验装置结构示意图(俯视状态)；

图2为未填充第一多孔介质和第二多孔介质时箱体内部的示意图(俯视状态)；

图3为填充有第一多孔介质和第二多孔介质时箱体内部的示意图(俯视状态)；

图4为本发明所述箱体内部的示意图(侧视状态)；

图5为本发明所述保温层和电加热层的结构示意图；

图6为本发明所述隔水闸板的结构示意图；

图7为分层多孔介质中分子扩散概念模型；

图8为理论值与观测值的拟合及估计的分子扩散系数。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～4所示，所述基于分层多孔介质的溶质分子扩散系数测定实验装置，包括顶部敞开的箱体1、示踪剂检测探头9，所述箱体1的内部固设有第一筛板2、与第一筛板2相互平行的第二筛板3，所述箱体1的内腔被第一筛板2和第二筛板3分隔为用来投放示踪剂的示踪剂投放槽1a、中间槽、终端槽1b，所述中间槽设置在示踪剂投放槽1a和终端槽1b之间，所述箱体1的一侧设置有进水管11，所述进水管11与示踪剂投放槽1a连通，所述示踪剂投放槽1a的内部还设置有紧贴第一筛板2的隔水闸板5，所述隔水闸板5与第一筛板2相互平行，所述箱体1的内壁设置有与隔水闸板5边缘相匹配的滑槽，所述滑槽中固设有与隔水闸板5边缘相适配的弹性密封条50，所述弹性密封条50的横截面为U形；所述中间槽的内部固设有第三筛板4，所述第三筛板4与第一筛板2或第二筛板3相互垂直，所述中间槽被第三筛板4分隔为第一分槽1c和第二分槽1d，所述第一分槽1c中填充有第一多孔介质6，所述第一多孔介质6的粒径大于第一筛板2中筛孔的孔径，所述第一多孔介质6的粒径大于第二筛板3中筛孔的孔径，所述第一多孔介质6的粒径大于第三筛板4中筛孔的孔径，所述第二分槽1d中填充有第二多孔介质7，所述第二多孔介质7的粒径大于第一筛板2中筛孔的孔径，所述第二多孔介质7的粒径大于第二筛板3中筛孔的孔径，所述第二多孔介质7的粒径大于第三筛板4中筛孔的孔径；所述箱体1的另一侧设置有排水管12，所述排水管12与终端槽1b连通；所述箱体1的顶部设置有与箱体1的内壁相配合的透明定位板8，所述透明定位板8上设置有多个与示踪剂检测探头9相适配的定位孔81，所述定位孔81呈矩形阵列分布，所述透明定位板8首端处的定位孔81位于示踪剂投放槽1a的正上方，所述透明定位板8尾端处的定位孔81位于终端槽1b的正上方，所述透明定位板8中段处的定位孔81位于中间槽的正上方。

由于地下水含水层是层层叠加的，不同层的扩散系数不同，所述第一多孔介质6的粒径大于第二多孔介质7的粒径，第一多孔介质6和第二多孔介质7就是模拟了两层具有不同粒径的含水层，由于粒径不同，就是非均值多孔介质，通过后续测量和计算就可计算出扩散系数。

所述第一多孔介质6的粒径大于第一筛板2中筛孔的孔径，所述第一多孔介质6的粒径大于第二筛板3中筛孔的孔径，所述第一多孔介质6的粒径大于第三筛板4中筛孔的孔径；所述第二多孔介质7的粒径大于第一筛板2中筛孔的孔径，所述第二多孔介质7的粒径大于第二筛板3中筛孔的孔径，所述第二多孔介质7的粒径大于第三筛板4中筛孔的孔径；这能够防止颗粒状的第一多孔介质6、第二多孔介质7泄漏到示踪剂投放槽1a、终端槽1b，同时又不影响示踪剂的分子扩散。

本实施例中，定位孔81共35个，按照5行7列排列，其中，位于中间槽上方的定位孔81有25个，位于终端槽1b上方的定位孔81有5个，位于示踪剂投放槽1a上方的定位孔81有5个；实验过程中可将示踪剂检测探头9插入定位孔81中然后检测示踪剂投放槽1a、第一分槽1c、第二分槽1d、终端槽1b中不同时间点的示踪剂浓度。所述示踪剂检测探头9根据实验需求设置有多个；所述示踪剂检测探头9是用来检测示踪剂的检测探头，其与示踪剂检测仪配合使用。为避免对第一多孔介质6、第二多孔介质7的结构产生影响，所述示踪剂检测探头9为针式探头。所述定位孔81具有定位作用，能够对示踪剂检测探头9进行定位或限位，使其能够测量不同空间点的示踪剂的浓度。

所述箱体1的侧壁和箱底都设置有与隔水闸板5边缘相匹配的滑槽，所述弹性密封条50采用弹性优良的材料制成，比如，橡胶。所述弹性密封条50的横截面为U形；所述隔水闸板5能够向上提拉开启或向下关闭，所述弹性密封条50能够填充在隔水闸板5边缘和滑槽内壁之间的缝隙，从而保持优良的密封性。滑槽的存在，使得隔水闸板5能够紧贴第一筛板2；而隔水闸板5紧贴第一筛板2，从而能够最大限度的降低示踪剂投放槽1a中的示踪剂进入到第一分槽1c、第二分槽1d的时间，显著降低系统误差。

所述第一筛板2的高度等于第二筛板3的高度，所述第三筛板4的高度小于第一筛板2的高度，这使得在向第一分槽1c中充满第一多孔介质6以及第二分槽1d中充满第二多孔介质7，第一多孔介质6的表面和第二多孔介质7的表面能够齐平。其中，当将透明定位板8放入到箱体1顶部的开口处时，在第一筛板2和第二筛板3的支撑下使得透明定位板8能够嵌入箱体1顶部的开口处；在该过程中，需要使得隔水闸板5的高度小于第一筛板2的高度。

进一步地，如图5所示，所述箱体1的外侧固设有保温层10，所述保温层10和箱体1之间还设置有由温控器控制的电加热层101。所述电加热层101通电后能够对箱体1进行加热，而温控器能够控温，使得箱体1内部保持恒温；保温层10使得箱体1内部的热量不易散失，便于进行控温。

进一步地，箱体1内部的液体蒸发从而影响实验的精度，所述透明定位板8的上方设置有密封箱盖13，所述密封箱盖13的一侧与箱体1的顶部铰接。

本实施例中所述基于分层多孔介质的溶质分子扩散系数测定实验装置的工作过程如下：

1)、多孔介质饱和过程：先打开密封箱盖13，然后取出箱体1顶部的开口处的透明定位板8，再向上提拉开启隔水闸板5，通过进水管11将纯净水缓慢注入示踪剂投放槽1a，进水的流速控制在2～3mL/min，箱体1内部的水位缓慢上升，有足够时间赶走多孔介质中存在的气体，确保达到饱和状态；所述箱体1内部的水位淹没第一多孔介质6和第二多孔介质7后，箱体1内部的水位高度高于第一多孔介质6或第二多孔介质7的表面超过5cm后，停止进水。其中，如图4所示，由于第一多孔介质6的表面和第二多孔介质7的表面齐平，所述第一多孔介质6的表面高度为m，所述箱体1内部的水位高度为h，h-m＞5cm。之后，给电加热层101通电进行加热作业，通过温控器设定所需实验温度，使得箱体1的内部保持恒温；然后盖上密封箱盖13，静置12～24小时，使第一多孔介质6、第二多孔介质7吸水达到饱和状态。

2)、示踪剂投放过程：记录示踪剂投放槽1a的原始水位h，关闭隔水闸板5，通过进水管11将示踪剂投放槽1a中的纯净水排出，排出后再通过进水管11向示踪剂投放槽1a中注入配置好的示踪剂溶液至水位h，静置5min后开启隔水闸板5，再盖上透明定位板8，将示踪剂检测探头9插入位于示踪剂投放槽1a上方的定位孔81中，开始计时，同时测量示踪剂投放槽1a中不同位置的示踪剂浓度。

3)、示踪剂分子扩散过程测定：根据实验需求设置不同时间点t₁、t₂、......、t_n，通过将示踪剂检测探头9插入位于第一分槽1c上方的定位孔81来测量第一分槽1c中的示踪剂浓度，通过将示踪剂检测探头9插入位于第二分槽1d上方的定位孔81来测量第二分槽1d中的示踪剂浓度，通过将示踪剂检测探头9插入位于终端槽1b上方的定位孔81来测量终端槽1b中的示踪剂浓度，以此来测试第一分槽1c、第二分槽1d、终端槽1b不同位置的示踪剂浓度值；测试时打开密封箱盖13，其他时间关闭密封箱盖13，防止水份蒸发导致水位下降。

4)、实验结束：给电加热层101断电，通过排水管12排出箱体1内部的溶液后，再通过进水管11向箱体1内部注入纯净水直至淹没第一多孔介质6、第二多孔介质7，静置1小时后通过排水管12排出箱体1内部的溶液，反复多次，直至终端槽1b中的示踪剂浓度为零。

5)、数据处理：

溶质在层状(两层)多孔介质中的分子扩散的概念模型如图7所示，其相应的概念模型如下：

式中，c₁为第一多孔介质6中溶质的浓度，c₂为第二多孔介质7中溶质的浓度；D_y1为溶质在第一多孔介质6中y轴(横向)方向的分子扩散系数；D_y2为溶质在第二多孔介质7中y轴(横向)方向的分子扩散系数；D_x1为溶质在第一多孔介质6中x轴(纵向)方向的分子扩散系数；D_x2为溶质在第二多孔介质7中x轴(纵向)方向的分子扩散系数；t是分子扩散时间；B₁是第一多孔介质6的横向宽度，第一多孔介质6的纵向长度等于第二多孔介质7的纵向长度，第一多孔介质6的纵向长度为L；B₂为第二多孔介质7的横向宽度。

初始条件为：

c₁(x,y,0)＝c₂(x,y,0)＝0， (2A)

边界条件为：

c₁(x,y,t)|_x＝0＝c₂(x,y,t)|_x＝0＝c(t)， (2B)

c₁(x,y＝0,t)＝c₂(x,y＝0,t)， (3A)

方程(2B)中的c(t)是示踪剂投放槽1a中的示踪剂浓度。方程(2C)和(2D)用于描述装置的横向隔水边界，方程(3A)表示两层多孔介质界面的浓度连续条件，方程(3B)表示两层多孔介质界面的溶质分子扩散通量连续条件。

以上方程可通过数值方法求解。通过该方程的解拟合观测的溶质浓度的穿透曲线，即可获得第一多孔介质6和第二多孔介质7的分子扩散系数。

由于向示踪剂投放槽1a中加入示踪剂会产生扰动，为了保证扩散区静止，保证实验精度，在投放示踪剂之前在滑槽中插入隔水闸板5，从而使得示踪剂投放槽1a与中间槽隔绝。然后通过进水管11排出示踪剂投放槽1a中的无示踪剂水溶液，再通过进水管11注入设定浓度的示踪剂溶液，待水位与第一分槽1c、第二分槽1d中的水位一致并保持静止状态后向上提拉开启隔水闸板5，开始计时。

进一步地，为方便控制进水和排水，所述进水管11上设置有进水阀111，所述排水管12上设置有排水阀121。

可以通过控制排水管12上排水阀121的开度来控制排水管12的流量，从而达到控制水位的目的，通过隔水闸板5在滑槽中的开启和关闭达到瞬时投放示踪剂且保持装置静止状态，隔水闸板5的存在能够避免示踪剂投放槽1a中的扰动干扰到第一分槽1c或第二分槽1d。本实验中，示踪剂投放槽1a中的示踪剂先穿过第一筛板2中的筛孔到第一分槽1c和第二分槽1d中，在第一分槽1c中的第一多孔介质6以及第二分槽1d中的第二多孔介质7中扩散后，穿过第二筛板3中的筛孔进入到终端槽1b中。因为，第一多孔介质6、第二多孔介质7的粒径不同并被分隔为两层，也就是非均质多孔介质，使其更加符合实际含水层的多层非均质特征。

所述透明定位板8和箱体1均由透明有机玻璃板制作。可在示踪剂投放槽1a的侧面、第一分槽1c的侧面、第二分槽1d的侧面以及终端槽1b的侧面都设置有刻度，便于读取每个区域的水位值。示踪剂投放槽1a、第一分槽1c、第二分槽1d以及终端槽1b的设置，有利于扩散实验中保证装置内的水处于静止状态。

为进一步减小示踪剂投放槽1a对示踪剂分子扩散的影响，所述示踪剂投放槽1a的长度与中间槽的长度之比小于或等于1:10。

当透明定位板8位于箱体1的开口处时，所述透明定位板8与箱体1的箱底之间的间距为H，H≥20cm。

进一步地，为降低实验误差，所述第一筛板2中筛孔的孔径等于第二筛板3中筛孔的孔径，所述第三筛板4中筛孔的孔径等于第二筛板3中筛孔的孔径。这使得示踪剂在第一筛板2中筛孔、第三筛板4中筛孔以及第二筛板3中筛孔所遇到的阻力相同，进一步降低实验误差。

进一步地，如图6所示，为方便向上提升隔水闸板5，所述隔水闸板5的顶端设置有手提孔51。

进一步地，为方便放入或取出透明定位板8，所述透明定位板8与箱体1的内壁之间为间隙配合。

为进一步验证多孔介质中的分子扩散的概念模型，以数值模型产生的数据为实例，利用理论模型估计两层多孔介质的分子扩散系数。在本发明中，将装置的参数设置为：B₁＝B₂＝30cm，L＝50cm。第一多孔介质6为细砂，第二多孔介质7为粗砂，第一多孔介质6和第二多孔介质7为非均质结构；溶质选取NaCl，NaCl也就是示踪剂，参考现有文献[Vitaglianoand Lyons,1956](Vitagliano,V.,and P.A.Lyons(1956),Diffusion coefficients foraqueous solutions of sodium chloride and barium chloride,J Am Chem Soc,78(8),1549-1552.)可知：第一多孔介质6的分子扩散系数为D₁＝1.0×10^-5cm²/s，第二多孔介质7的分子扩散系数为D₂＝2.0×10^-5cm²/s。在第一分槽1c、第二分槽1d中各选取1个观测点，其中，x₁＝5cm，y₁＝15cm；x₂＝5cm，y₂＝-15cm。装置边界处0～2天固定NaCl浓度，2天以后浓度为0。观测时间的间隔为10个小时，共观测20天，两个位置的观测值如图8所示。根据这2组观测数据，通过理论模型(1A)反求分子扩散系数，具体步骤如下：

①、基于数学模型公式(1A)—(3B)，建立数值模型，运行模型；

②、设定初始分子扩散系数D₁＝D₂＝1.0×10^-6cm²/s，并给定估计的上下限；

③、采用非线性参数估计levenberg-marquardt方法，对比观测值与计算值，调整分子扩散系数，输出最优估计参数；

④、根据最优估计参数(D₁＝1.15×10^-5cm²/s，D₂＝2.13×10^-5cm²/s)计算两个观测点的理论曲线，如图8所示，通过比较表明，估计的分子扩散系数接近实际值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于分层多孔介质的溶质分子扩散系数测定实验装置，其特征在于：顶部敞开的箱体(1)、示踪剂检测探头(9)，所述箱体(1)的内部固设有第一筛板(2)、与第一筛板(2)相互平行的第二筛板(3)，所述箱体(1)的内腔被第一筛板(2)和第二筛板(3)分隔为用来投放示踪剂的示踪剂投放槽(1a)、中间槽、终端槽(1b)，所述中间槽设置在示踪剂投放槽(1a)和终端槽(1b)之间，所述箱体(1)的一侧设置有进水管(11)，所述进水管(11)与示踪剂投放槽(1a)连通，所述示踪剂投放槽(1a)的内部还设置有紧贴第一筛板(2)的隔水闸板(5)，所述箱体(1)的内壁设置有与隔水闸板(5)边缘相匹配的滑槽，所述滑槽中固设有与隔水闸板(5)边缘相适配的弹性密封条(50)，所述弹性密封条(50)的横截面为U形；所述中间槽的内部固设有第三筛板(4)，所述第三筛板(4)与第一筛板(2)相互垂直，所述中间槽被第三筛板(4)分隔为第一分槽(1c)和第二分槽(1d)，所述第一分槽(1c)中填充有第一多孔介质(6)，所述第一多孔介质(6)的粒径大于第一筛板(2)中筛孔的孔径，所述第一多孔介质(6)的粒径大于第二筛板(3)中筛孔的孔径，所述第一多孔介质(6)的粒径大于第三筛板(4)中筛孔的孔径，所述第二分槽(1d)中填充有第二多孔介质(7)，所述第二多孔介质(7)的粒径大于第一筛板(2)中筛孔的孔径，所述第二多孔介质(7)的粒径大于第二筛板(3)中筛孔的孔径，所述第二多孔介质(7)的粒径大于第三筛板(4)中筛孔的孔径；所述箱体(1)的另一侧设置有排水管(12)，所述排水管(12)与终端槽(1b)连通；所述箱体(1)的顶部设置有与箱体(1)的内壁相配合的透明定位板(8)，所述透明定位板(8)上设置有多个与示踪剂检测探头(9)相适配的定位孔(81)；

所述透明定位板(8)的上方设置有密封箱盖(13)，所述密封箱盖(13)的一侧与箱体(1)的顶部铰接；

所述进水管(11)上设置有进水阀(111)，所述排水管(12)上设置有排水阀(121)。

2.根据权利要求1所述的基于分层多孔介质的溶质分子扩散系数测定实验装置，其特征在于：所述第一筛板(2)的高度等于第二筛板(3)的高度，所述第三筛板(4)的高度小于第一筛板(2)的高度。

3.根据权利要求1所述的基于分层多孔介质的溶质分子扩散系数测定实验装置，其特征在于：所述第一筛板(2)中筛孔的孔径等于第二筛板(3)中筛孔的孔径，所述第三筛板(4)中筛孔的孔径等于第二筛板(3)中筛孔的孔径。

4.根据权利要求1所述的基于分层多孔介质的溶质分子扩散系数测定实验装置，其特征在于：所述箱体(1)的外侧固设有保温层(10)，所述保温层(10)和箱体(1)之间还设置有由温控器控制的电加热层(101)。

5.根据权利要求1所述的基于分层多孔介质的溶质分子扩散系数测定实验装置，其特征在于：所述隔水闸板(5)的顶端设置有手提孔(51)。

6.根据权利要求1所述的基于分层多孔介质的溶质分子扩散系数测定实验装置，其特征在于：所述透明定位板(8)与箱体(1)的内壁之间为间隙配合。