Kuljetusilmiöiden määritelmä

Daniela Nataly Díaz Zepeda
MC Biolääketieteen tekniikassa ja fysiikassa

Kuljetusilmiöllä tarkoitetaan pääasiassa kolmen tyyppisiä prosesseja: liikemäärän siirtoa, energian siirtoa ja massakuljetusta. Nämä kolme suurta tutkimusalaa koskevat vastaavasti nestedynamiikkaa, lämmönsiirtoa ja eri kemiallisten lajien massasiirtoa.

Kuljetusilmiöiden tutkiminen on perustavanlaatuista eri tieteenalojen, mukaan lukien fysiikan, kemian, koneenrakennuksen ja kemiantekniikan, kehitykselle. On syytä mainita, että pohjimmiltaan kaikki liikenneilmiöt perustuvat käyttäytymisensä säilymislakeihin (aine ja energia).

vauhdin kuljetus

Liikevoimansiirrolla tarkoitetaan liikkuvia materiaaleja, erityisesti nesteitä. Näiden prosessien tutkimuksesta vastaa virtausdynamiikka, joka käsittelee prosessin periaatteita. nesteiden liikkuminen erilaisissa olosuhteissa, kuten virtaus putkien läpi, turbulenssi, avoimet kanavat, mm muut. Liikemäärän siirron tutkimus on hyödyllinen sovelluksissa, kuten aerodynaamisissa ja maa-ajoneuvojen suunnittelussa, jopa biologisissa järjestelmissä, kuten ihmiskehon verenkierrossa.

energian kuljetus

Toisaalta lämmönsiirto on perustavanlaatuinen prosessi, joka kuvaa kuinka energia lämmön muodossa siirtyy paikasta toiseen. Tämä tapahtuu kolmen päämekanismin alla, jotka ovat johtuminen, konvektio ja säteily. Johtuminen on lämmön siirtymistä yhdessä kiinteässä kiintoaineessa, joka on kosketuksissa toiseen, konvektio on lämmön siirtymistä läpi nesteen liikkeestä ja säteilystä on lämmönsiirtoa sähkömagneettisten aaltojen, kuten mikroaaltojen ja infrapuna.

Lämmönsiirtoilmiön esiintymisen ymmärtäminen on välttämätöntä sovelluksissa, kuten suunnittelussa lämmönvaihtimet, huoneen lämmitys- tai jäähdytyslaitteet, keittiökoneet jne. monet muut.

Joukkoliikenne

Massansiirrolla tarkoitetaan mekanismia, jolla aine siirtyy paikasta toiseen tietyssä järjestelmässä joko faasimuutoksen tai mukana olevien kemiallisten prosessien kautta. Tässä tulee esiin yhdisteiden tai muiden kemiallisten lajien, kuten molekyylien tai ionien, diffuusio, kuvaus tietyissä prosesseissa, kuten fysiologisissa, tapahtuvista reaktioista. Massansiirrolla on tärkeä rooli yksikkötoiminnoissa, joita käytetään teollisissa prosesseissa, kuten absorptio, uutto, kuivaus ja tislaus.

Kuljetusilmiöitä voidaan tutkia kolmen eri tason suurennuslasin alla eri mittakaavassa: makroskooppinen, mikroskooppinen ja molekyyli. Alkaen makroskooppisesta tasosta, jossa ehdotetaan tasapainoiksi kutsuttuja yhtälöitä, jotka kuvaavat kuinka järjestelmän liikemäärä, energia ja massa vaikuttavat tietyn muutoksen aikana. Mainittu muutos voi olla joidenkin elementtien lisääminen tai poistaminen aineen, energian tai ulkoisten virtojen syöttämisen vuoksi. Nämä tasapainot keskittyvät eroihin alkuperäisestä tilasta ajankohtaan, jossa tila tapahtui prosessissa, jättäen syrjään järjestelmän kaikkien yksityiskohtien ymmärtämisen. Kuljetusilmiöiden tutkiminen makroskooppisella tasolla auttaa meitä ymmärtämään ongelman globaalista näkökulmasta, ja tietyissä sovelluksissa, kuten suunnittelussa, se on kaikki mitä tarvitaan.

Seuraavana on mikroskooppinen taso, jonka alla järjestelmän pieniä alueita tutkitaan, Muutosta kuvaavat yhtälöt pätevät myös tässä, mutta vain pienellä alueella opiskella. Mikroskooppisen tason tutkimuksen tavoitteena on saada makroskooppista tasoa yksityiskohtaisempaa tietoa, kuten lämpötila, paine ja pitoisuusprofiilit, jotka voidaan ekstrapoloida muille alueille yksityiskohtaisemman röntgenkuvan saamiseksi opiskella. Lopuksi, molekyylitaso pyrkii pohjimmiltaan ymmärtämään kuljetusilmiöitä, toisin sanoen Eli massan, liikemäärän ja energian mekanismien ymmärtäminen voimien ja rakenteen suhteen molekyylinen. Tämäntyyppisiä tutkimuksia omaksuvat tieteenalat, kuten teoreettinen fysiikka, fysikaalinen kemia ja hyvin satunnaisesti tekniikka.

Sovellusesimerkkejä

Jotkut liikenneilmiöiden tutkimuksen sovellukset sisältävät teollisten, biologisten, maataloudessa ja meteorologiassa, muistakaamme, että kaikkia näitä prosesseja säätelevät aineen säilymisen ja energiaa. Tälle tutkimusalalle omistautuneet insinöörit ja tiedemiehet käyttävät yhtälöitä mallintaakseen näitä ilmiöitä ja ennustaa sen käyttäytymistä erilaisissa olosuhteissa sekä etsiä tapoja optimoida ohjattuja prosesseja heille. Tarkemmin sanottuna teolliset prosessit, kuten tislaus, jyvien ja puun kuivaus, käymisprosessit elintarvikkeiden ja juomien valmistukseen, vedenkäsittely, kaivostoiminta, öljynjalostus, ne kaikki kehitettiin ja niitä täydennetään edelleen kuljetus.