Transporto reiškinių apibrėžimas

Daniela Nataly Díaz Zepeda
MC biomedicinos inžinerijos ir fizikos srityje

Terminas „transporto reiškiniai“ daugiausia reiškia trijų tipų procesus: impulsų transportavimą, energijos transportavimą ir masės transportavimą. Šios trys pagrindinės studijų sritys yra atitinkamai susijusios su skysčių dinamika, šilumos perdavimu ir skirtingų cheminių rūšių masės perdavimu.

Transporto reiškinių tyrimas yra labai svarbus plėtojant įvairias mokslo sritis, įskaitant fiziką, chemiją, mechaninę inžineriją ir chemijos inžineriją ir daugelį kitų. Verta paminėti, kad iš esmės visi transporto reiškiniai savo elgesį grindžia tvermės (medžiagos ir energijos) dėsniais.

impulsų transportavimas

Judėjimo impulsas reiškia judančias medžiagas, ypač skysčius. Skysčių dinamika yra atsakinga už šių procesų tyrimą, kuriame nagrinėjami principai, kuriais vadovaujantis vyksta procesas. skysčių judėjimas skirtingomis sąlygomis, pvz., srautas vamzdžiais, turbulencija, atviri kanalai ir kt kiti. Impulso perdavimo tyrimas yra naudingas tokiose srityse kaip aerodinaminis ir sausumos transporto priemonių projektavimas, netgi biologinėse sistemose, tokiose kaip kraujotaka žmogaus kūne.

energijos transportavimas

Kita vertus, šilumos perdavimas yra pagrindinis procesas, apibūdinantis, kaip energija šilumos pavidalu pereina iš vienos vietos į kitą. Tai vyksta trimis pagrindiniais mechanizmais, kurie yra laidumas, konvekcija ir spinduliuotė. Laidumas yra šilumos perdavimas vienoje kietoje medžiagoje kontaktuojant su kita, konvekcija yra šilumos perdavimas skysčių judėjimas ir spinduliavimas – tai šilumos perdavimas elektromagnetinėmis bangomis, tokiomis kaip mikrobangos ir infraraudonųjų spindulių.

Supratimas, kaip vyksta šilumos perdavimo reiškinys, yra būtinas tokiose programose kaip projektavimas šilumokaičiai, patalpų šildymo ar vėsinimo įrenginiai, virtuvės prietaisai ir kt. daugelis kitų.

Masinis perkėlimas

Masės perkėlimas reiškia mechanizmą, kuriuo medžiaga pereina iš vienos vietos į kitą tam tikroje sistemoje, keičiantis fazei arba dalyvaujant cheminiams procesams. Čia pateikiama junginių ar kitų cheminių rūšių, tokių kaip molekulės ar jonai, difuzija, reakcijų, vykstančių tam tikruose procesuose, pavyzdžiui, fiziologiniuose, aprašymas. Masės perkėlimas atlieka svarbų vaidmenį vienetų operacijose, kurios taikomos pramoniniuose procesuose, tokiuose kaip absorbcija, ekstrahavimas, džiovinimas ir distiliavimas.

Transporto reiškiniai gali būti tiriami po trijų skirtingų lygių padidinamuoju stiklu, atsižvelgiant į skirtingas skales: makroskopinį, mikroskopinį ir molekulinį. Pradedant nuo makroskopinio lygio, kuriame siūlomos lygtys, žinomos kaip balansas, apibūdinančios, kaip tam tikri pokyčiai veikia sistemos impulsą, energiją ir masę. Toks pokytis gali būti kai kurių elementų įvedimas arba pašalinimas dėl medžiagos, energijos ar išorinių srovių įvedimo. Šie balansai sutelkti į skirtumus nuo pradinės būsenos iki momento, kai sąlyga įvyko procese, nepaliekant visų sistemos detalių supratimo. Transporto reiškinių tyrimas makroskopiniu lygmeniu padeda suprasti problemą iš pasaulinės perspektyvos, o tam tikrose programose, tokiose kaip inžinerija, tai yra viskas, ko reikia.

Kitas yra mikroskopinis lygis, pagal kurį tiriami maži sistemos regionai, Čia taip pat taikomos lygtys, apibūdinančios pokytį, bet tik mažame regione studijuoti. Tyrimo mikroskopiniu lygmeniu tikslas – gauti išsamesnę nei makroskopinio lygmens informaciją, tokią kaip temperatūra, slėgis ir koncentracijos profilius, kuriuos galima ekstrapoliuoti į kitus regionus, norint gauti išsamesnį rentgeno vaizdą studijuoti. Galiausiai, molekulinis lygis siekia iš esmės suprasti transporto reiškinius, tai yra Tai yra, masės, impulso ir energijos mechanizmų supratimas jėgų ir struktūros požiūriu molekulinės. Tokio tipo studijas priima tokios mokslo šakos kaip teorinė fizika, fizikinė chemija ir kartais inžinerija.

Taikymo pavyzdžiai

Kai kurios transporto reiškinių tyrimo programos apima pramoninių, biologinių, žemės ūkį ir meteorologiją, prisiminkime, kad visus šiuos procesus valdo medžiagos išsaugojimo ir energijos. Inžinieriai ir mokslininkai, atsidavę šiai studijų sričiai, naudoja lygtis šiems reiškiniams modeliuoti ir numatyti jo elgesį skirtingomis sąlygomis, be to, ieškoti būdų, kaip optimizuoti valdomus procesus jiems. Konkrečiau, pramoniniai procesai, tokie kaip distiliavimas, grūdų ir medienos džiovinimas, maisto produktų ir gėrimų gamybos fermentacijos procesai, vandens valymas, kasyba, naftos rafinavimas, visi jie buvo sukurti ir toliau tobulinami, taikant reiškinius transporto.