Fifusion en estado no estacionario
Páginas: 2 (398 palabras)
Publicado: 8 de noviembre de 2013
DIFUSIÓN EN ESTADO NO ESTACIONARIO:
En los procesos de difusión que se realizan en la práctica, mayormente ocurre en estados no estacionarios. Esto quiere decir que si tenemos a una determinadazona del material, el flujo de difusión y el gradiente de difusión varían con el tiempo. Eso se puede apreciar en la gráfica 1.1, la cual muestra concentraciones a tres tiempos de difusión diferentes.En el tipo de difusión no estacionaria se utiliza una ecuación de derivadas parciales, así:
A esta ecuación se le conoce como la “Segunda Ley de Fick”. Además podemos decir que si el coeficientede difusión es independiente de la concentración, lo cual debe comprobarse, para cada tipo de difusión, la ecuación 1.1 quedaría:
La solución a esta ecuación diferencial esta fuera de los objetivosen este laboratorio así que se usara una solución particular de gran importancia en algunos procesos de difusión en ingeniería de esta ecuación. Las cuales se consiguen estableciendo límitesfísicamente significativas. Varias de estas condiciones fueron dadas por Crank y Carslew y Jaegar.
Para eso se dispone de un material semiinfinito en donde su concentración superficial se mantieneconstante. Para eso se plantean las siguientes hipótesis:
Antes de la difusión, todos los átomos del soluto se encuentran distribuidos uniformemente en el sólido a concentración C0.
En la superficie el valorde x es cero y va aumentando su distancia dentro del solido.
El tiempo se toma igual cero en el instante antes de empezar la difusión.
Estas condiciones límite son:
Para t = 0, C = C0a 0 ≤ x ≤ ∞
Para t > 0, C = Cs (la concentración superficial constante) x = 0
C = C0 a x = ∞
Aplicando las condiciones límites a la Ecuación 1.2, la solución será:Dónde:
Cx: Representa la concentración a una distancia x después de cierto tiempo t.
: Es la función de error gaussiana.
Los parámetros de concentración que están en la ecuación 2.1...
En los procesos de difusión que se realizan en la práctica, mayormente ocurre en estados no estacionarios. Esto quiere decir que si tenemos a una determinadazona del material, el flujo de difusión y el gradiente de difusión varían con el tiempo. Eso se puede apreciar en la gráfica 1.1, la cual muestra concentraciones a tres tiempos de difusión diferentes.En el tipo de difusión no estacionaria se utiliza una ecuación de derivadas parciales, así:
A esta ecuación se le conoce como la “Segunda Ley de Fick”. Además podemos decir que si el coeficientede difusión es independiente de la concentración, lo cual debe comprobarse, para cada tipo de difusión, la ecuación 1.1 quedaría:
La solución a esta ecuación diferencial esta fuera de los objetivosen este laboratorio así que se usara una solución particular de gran importancia en algunos procesos de difusión en ingeniería de esta ecuación. Las cuales se consiguen estableciendo límitesfísicamente significativas. Varias de estas condiciones fueron dadas por Crank y Carslew y Jaegar.
Para eso se dispone de un material semiinfinito en donde su concentración superficial se mantieneconstante. Para eso se plantean las siguientes hipótesis:
Antes de la difusión, todos los átomos del soluto se encuentran distribuidos uniformemente en el sólido a concentración C0.
En la superficie el valorde x es cero y va aumentando su distancia dentro del solido.
El tiempo se toma igual cero en el instante antes de empezar la difusión.
Estas condiciones límite son:
Para t = 0, C = C0a 0 ≤ x ≤ ∞
Para t > 0, C = Cs (la concentración superficial constante) x = 0
C = C0 a x = ∞
Aplicando las condiciones límites a la Ecuación 1.2, la solución será:Dónde:
Cx: Representa la concentración a una distancia x después de cierto tiempo t.
: Es la función de error gaussiana.
Los parámetros de concentración que están en la ecuación 2.1...
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