sábado, 26 de junio de 2010

Transporte por convección-difusión

Para comprender el fenómeno físico del transporte por conveccion-difusion es necesario entender y distinguir dos procesos de movimiento de un soluto en un fluido: Difusion y conveccion.

Difusion es el proceso fısico debido al cual el soluto se mueve como resultado del movimiento intermolecular de las partıculas de ambas substancias.

La conveccion es el movimiento del soluto debido al movimiento del fluido, por lo tanto cuando el fluido permanezca en reposo no habra conveccion. En este proceso las partıculas fluidas actuan como “portadores” de soluto. Este fenómeno es intuitivo y facil de comprender.

En ausencia de difusion, un soluto introducido en un fluido en movimiento sera arrastrado por el flujo, pudiendo caracterizarse este movimiento por la ecuacion de ondas unidireccional —problema hiperbolico—:

En esta ecuacion a es la velocidad del fluido y u es la concentracion de soluto en el fluido. La solucion de esta ecuacion es una onda no amortiguada desplazándose con celeridad a.

Ambos mecanismos son de gran importancia en cualquier proceso de transporte pero en muchas ocasiones uno de los dos tiene mayor peso que el otro. Existen numerosos aspectos de la ingenier´ıa en los que aparecen los problemas de transporte por conveccion-difusion, entre ellos se encuentran:

— vertidos de contaminantes en medios hıdricos y a la atmosfera.
— flujo de fluidos en explotacion de recursos hidraulicos.
— simulacion del comportamiento de reservas de petroleo, gas natural, etc.
—estudio de transferencias de calor y masa en problemas de ingenierıa quımica y nuclear.

La naturaleza de estos procesos tambien se ve claramente reflejada en la estructura de las ecuaciones de Navier-Stokes. Sin embargo, puesto que la ecuacion del transporte puede considerarse formalmente la version lineal y escalar de las ecuaciones de Navier-Stokes, resulta mas sencillo estudiar la problematica de estos procesos a traves del problema de transporte.
Asignatura: EES
Fuente: www.etsia.upm.es/antigua/direccion/eu/.../019-HectorGomez.pdf

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