difusión de estado no permanente

Difusión de estado no permanente: es el estado estacionario, en el cual las condiciones permanecen invariables con el tiempo, no se presenta con frecuencia en las aplicaciones de ingeniería. En la mayoría de los casos la difusión es en estado no estacionario cuando la concentración de los átomos de soluto en cualquier punto del material cambia con el tiempo, es la que tiene lugar. La difusividades independiente del tiempo y se aplica la segunda ley de fick sobre difusión , esta ley establece que la velocidad de cambio de la composición de la muestra es igual a la difusividad por la velocidad de cambio del gradiente de concentración. La aplicación más importante en metalurgia de los principios de difusión es la carbonización del acero, cuyo objetivo es crear una capa superficial rica encarbono en la superficie.
Ecuaciones básicas para la difusión no permanente
Difusión desde una placa con los lados sellados: considérese una placa de espesor , con los cuatro lados sellados, de tal forma que la difusión solo puede suceder desde y hacia las caras paralelas planas de una sección transversal.
Difusión desde una barra rectangular con las puntas selladas: para una barra de espesor2a y ancho 2b, con las puntas selladas.
Difusión en un paralelepípedo rectangular: para una barra con forma de ladrillo, de dimensiones 2a, 2b y 2c con difusión desde las seis caras
Difusión desde una esfera: para una esfera de radio A.
Desde un cilindro con las puntas selladas: para un cilindro de radio A, con las puntas planas selladas.
Difusión de solidos porosos: el sólido puede estar enla forma de una barrera porosa o membrana, separando dos partes del fluido, como en el caso de la difusión gaseosa. Aquí el movimiento del soluto puede ser por difusión de una parte del fluido a la otra, en virtud de un gradiente de concentración, también puede ser hidrodinámico como resultado de una diferencia de presión. El movimiento difusivo puede ser dentro del fluido que llena los poros opuede también involucrar difusión del soluto adsorbido. Los poros del solido pueden estas interconectados lo cual significa que el fluido los puede alcanzar por los dos lados de los poros y se espera que los poros en la mayoría de los sólidos no sean ni rectos ni de diámetro constante.
Determinación de difusividades en solidos: la difusión es el movimiento de los átomos en una material. Losátomos se mueven de manera ordenada, teniendo a eliminar las diferencias de concentración. En cualquier estudio del movimiento molecular en el estado sólido se divide automáticamente en 2 campos mayores de interés: * la difusión de gases o líquidos en los poros del sólido. * La auto difusión de los constituyentes de los sólidos por medio del movimiento atómico.
La difusión en los poros se puede llevara cabo por medio de 3 o más mecanismos:
*difusión de Fick: si los poros son grandes y el gas relativamente denso, la transferencia de masa se llevara a cabo por medio de la difusión de fick.
*difusión de knudsen: ocurre cuando el tamaño de os poros es de él orden de la trayectoria media libre de la molecular en la difusión y depende de la velocidad molecular y de radio del poro 7,8.
*difusiónsuperficial: esta tiene lugar cuando las moléculas que se han absorbido son transportadas a lo largo de la superficie como resultado de un gradiente bidimensional de concentración superficial.
*difusión por vacantes: implica la sustitución de átomos, un átomo deja su lugar en la red para ocupar una vacante cercana. Se presenta un reflujo de átomos y vacantes.
*difusión intersticial desajustada:es poco común, debido a que el átomo no se ajusta o acomoda fácilmente en el intersticio, que es más pequeño.
*Intercambio simple: puede darse el intercambio simple entre átomos o por medio del mecanismo cíclico
Difusividad de gases: es una propiedad del sistema que depende de la temperatura, presión y de la naturaleza de los componentes. Las expresiones para calcular la difusividad cuando no...