A közlekedési jelenségek meghatározása

Daniela Nataly Díaz Zepeda
MC orvosbiológiai mérnöki és fizika szakon

A szállítási jelenségek elnevezés elsősorban háromféle folyamatra vonatkozik: a lendülettranszportra, az energiatranszportra és a tömegszállításra. Ez a három fő kutatási terület a folyadékdinamikát, a hőátadást és a különböző kémiai anyagok tömegátadását foglalja magában.

A közlekedési jelenségek tanulmányozása alapvető fontosságú a különböző tudományterületek, köztük sok más mellett a fizika, a kémia, a gépészet és a vegyészmérnöki tudományok fejlődésében. Érdemes megemlíteni, hogy alapvetően minden közlekedési jelenség a megmaradás (anyag és energia) törvényeire alapozza viselkedését.

lendületszállítás

A lendület transzport mozgásban lévő anyagokra vonatkozik, különösen folyadékokra. A folyadékdinamika felelős e folyamatok tanulmányozásáért, amely azokkal az elvekkel foglalkozik, amelyek alapján a folyamat végbemegy. folyadékok mozgása különböző körülmények között, mint például csöveken keresztüli áramlás, turbulencia, nyitott csatornák stb mások. A lendületátvitel tanulmányozása hasznos az olyan alkalmazásokban, mint az aerodinamikai és a szárazföldi járművek tervezése, még olyan biológiai rendszerekben is, mint például az emberi test véráramlása.

energiaszállítás

Másrészt a hőátadás egy alapvető folyamat, amely leírja, hogyan jut el az energia hő formájában egyik helyről a másikra. Ez három fő mechanizmus szerint történik, ezek a vezetés, a konvekció és a sugárzás. A vezetés az egyik szilárd anyagban a másikkal érintkező hőátadás, a konvekció pedig a hő átadása a folyadék mozgásának és sugárzásának az elektromágneses hullámok segítségével történő hőátadása, mint például a mikrohullámú és infravörös.

A hőátadás jelenségének megértése alapvető fontosságú olyan alkalmazásokban, mint például a tervezés hőcserélők, szobafűtő vagy -hűtő berendezések, konyhai készülékek stb. sok más.

Tömegtranszfer

A tömegátadás arra a mechanizmusra utal, amellyel az anyag egy bizonyos rendszeren belül egyik helyről a másikra halad át, akár fázisváltozás, akár kémiai folyamatok révén. Itt jön többek között a vegyületek vagy más kémiai fajták, például molekulák vagy ionok diffúziója, az egyes folyamatokban, például élettani folyamatokban végbemenő reakciók leírása. A tömegtranszfer fontos szerepet játszik az egységműveletekben, amelyeket olyan ipari folyamatokban alkalmaznak, mint az abszorpció, extrakció, szárítás és desztilláció.

A transzportjelenségek három különböző szintű nagyító alatt vizsgálhatók, különböző léptékre vonatkoztatva: makroszkopikus, mikroszkopikus és molekuláris. Kezdve a makroszkopikus szintről, ahol az egyensúly néven ismert egyenleteket javasolják, amelyek leírják, hogy egy bizonyos változás hogyan befolyásolja a rendszer lendületét, energiáját és tömegét. Az említett változás lehet egyes elemek bejuttatása vagy eltávolítása anyag, energia vagy külső áramok hatására. Ezek az egyensúlyok a kezdeti állapot és egy olyan időpont közötti különbségekre összpontosítanak, ahol az állapot a folyamatban előfordult, félretéve a rendszer minden részletének megértését. A közlekedési jelenségek makroszkopikus szintű tanulmányozása segít megérteni egy problémát globális perspektívából, és bizonyos alkalmazásokban, például a mérnöki területen, csak erre van szükség.

A következő a mikroszkopikus szint, amely alatt a rendszeren belüli kis régiókat vizsgálják, A változást leíró egyenletek itt is érvényesek, de csak a kisrégión belül tanulmány. A mikroszkópos szintű vizsgálat célja a makroszkopikusnál részletesebb információk beszerzése, például hőmérséklet, nyomás és koncentrációprofilok, amelyek extrapolálhatók más régiókra, hogy részletesebb röntgenfelvételt kapjanak a tanulmány. Végül a molekuláris szint a szállítási jelenségek alapvető megértésére törekszik, azaz Vagyis a tömeg, lendület és energia mechanizmusainak megértése az erők és a szerkezet szempontjából molekuláris. Az ilyen típusú tanulmányokat olyan tudományágak veszik át, mint az elméleti fizika, a fizikai kémia és ritkán a mérnöki tudományok.

Alkalmazási példák

A közlekedési jelenségek tanulmányozásának egyes alkalmazásai közé tartozik az ipari, biológiai, a mezőgazdaságban és a meteorológiában, akkor ne feledjük, hogy mindezeket a folyamatokat az anyagmegmaradás törvényei szabályozzák és energia. Az e tanulmányi terület iránt elkötelezett mérnökök és tudósok egyenleteket használnak e jelenségek modellezésére és megjósolni viselkedését különböző körülmények között, amellett, hogy keresi a módokat a szabályozott folyamatok optimalizálására nekik. Pontosabban az ipari folyamatok, mint például a lepárlás, a gabona és a fa szárítása, az élelmiszerek és italok előállítására szolgáló fermentációs eljárások, vízkezelés, bányászat, olajfinomítás, ezek mindegyike fejlődött és tökéletesedik a jelenségek alkalmazásának köszönhetően. szállítás.