Fenòmens de transport
estudi dels sistemes d'intercanvi de massa, energia i moment From Wikipedia, the free encyclopedia
estudi dels sistemes d'intercanvi de massa, energia i moment From Wikipedia, the free encyclopedia
L'expressió fenòmens de transport es refereix a l'estudi sistemàtic i unificat de la transferència de moment, energia i matèria. El transport d'aquestes quantitats guarden fortes analogies, tant físiques com matemàtiques, de tal manera que l'anàlisi matemàtica emprada és pràcticament la mateixa.
Els fenòmens de transport es poden dividir en dos tipus: transport molecular i transport convectiu. Aquests, al seu torn, poden estudiar-se en tres nivells diferents: nivell macroscòpic, nivell microscòpic i nivell molecular.
L'estudi i l'aplicació dels fenòmens de transport és essencial per a l'enginyeria contemporània, principalment en l'enginyeria química.
El transport molecular és sovint estudiat a través del concepte de densitat de flux (flux). La densitat de flux, , és la quantitat de la propietat extensiva, , que es mou a través d'una unitat d'àrea per unitat de temps:
On:
Es poden observar tres casos especials de transport molecular corresponents al transport de moment, energia i matèria.
La rapidesa del flux de calor per unitat d'àrea és directament proporcional al gradient negatiu de la temperatura:
Aquesta equació és la forma unidimensional de la "Llei de la Conducció de la Calor"
Tot i així, si s'utilitza la quantitat coneguda com la difusivitat tèrmica
llavors el terme es aïllat de la següent relació:
De manera que al substituir a l'equació de Fourier obtenim:
On:
és la Difusivitat Tèrmica
és la Densitat
és la Capacitat Calorífica a pressió constant
La rapidesa del flux de l'espècie A per unitat d'àrea és directament proporcional al gradient negatiu de la concentració d'A:
Hi ha notables similituds en les equacions de quantitat de moviment, energia i transferència de massa.[1] els quals poden ser transportats per difusió, com s'exemplifica a continuació:
Les equacions de transferència o transport net de quantitat de moviment (Lleis de Newton), transferència de calor (Lleis de Fourier) i transferència de massa (Lleis de Fick), són molt similars. És possible convertir un coeficient de transferència en un altre i comparar els diferents fenòmens de transport [2]
Transport | Fenomen Físic | Equació | Fórmula |
---|---|---|---|
Moment | Viscositat | Lleis de Newton | |
Energia | Calor | Lleis de Fourier | |
Massa | Difusió | Lleis de Fick |
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.