Transporta parādību definīcija

Daniela Natālija Diaza Zepeda
M.C. biomedicīnas inženierijā un fizikā

Termins "transporta parādības" galvenokārt attiecas uz trīs veidu procesiem: impulsa transportu, enerģijas transportu un masu transportu. Šīs trīs galvenās studiju jomas ietver attiecīgi šķidruma dinamiku, siltuma pārnesi un dažādu ķīmisko sugu masas pārnesi.

Transporta parādību izpēte ir būtiska dažādu zinātnes jomu attīstībai, tostarp fizikas, ķīmijas, mašīnbūves un ķīmiskās inženierijas jomā. Ir vērts pieminēt, ka būtībā visas transporta parādības balstās uz saglabāšanas likumiem (matērijas un enerģijas).

impulsu transports

Impulsa transportēšana attiecas uz kustībā esošiem materiāliem, konkrēti, šķidrumiem. Šķidruma dinamika ir atbildīga par šo procesu izpēti, kas attiecas uz principiem, saskaņā ar kuriem process notiek. šķidrumu kustība dažādos apstākļos, piemēram, plūsma caur caurulēm, turbulence, atvērti kanāli, tostarp citi. Impulsa pārneses pētījums ir noderīgs tādos lietojumos kā aerodinamiskā un sauszemes transportlīdzekļu projektēšana, pat tādās bioloģiskās sistēmās kā asins plūsma cilvēka ķermenī.

enerģijas transports

No otras puses, siltuma pārnese ir fundamentāls process, kas apraksta, kā enerģija siltuma veidā pāriet no vienas vietas uz otru. Tas notiek trīs galvenajos mehānismos, kas ir vadīšana, konvekcija un starojums. Vadītspēja ir siltuma pārnešana vienā cietā viela saskarē ar citu, konvekcija ir siltuma pārnese cauri no šķidruma kustības un starojuma ir siltuma pārnese ar elektromagnētisko viļņu palīdzību, piemēram, mikroviļņiem un infrasarkanais.

Izpratne par to, kā notiek siltuma pārneses parādība, ir būtiska tādos lietojumos kā projektēšana siltummaiņi, telpu apsildes vai dzesēšanas ierīces, virtuves iekārtas, cita starpā. daudzi citi.

Masu nodošana

Masas pārnese attiecas uz mehānismu, ar kura palīdzību viela pāriet no vienas vietas uz citu noteiktā sistēmā vai nu fāzes maiņas, vai iesaistīto ķīmisko procesu rezultātā. Šeit notiek savienojumu vai citu ķīmisko sugu, piemēram, molekulu vai jonu, difūzija, dažos procesos, piemēram, fizioloģiskos, notiekošo reakciju apraksts. Masas pārnesei ir svarīga loma vienību darbībās, kuras izmanto rūpnieciskos procesos, piemēram, absorbcijā, ekstrakcijā, žāvēšanā un destilācijā.

Transporta parādības var pētīt zem trīs dažādu līmeņu palielināmā stikla, atsaucoties uz dažādiem mērogiem: makroskopiskā, mikroskopiskā un molekulārā. Sākot ar makroskopisko līmeni, kurā tiek piedāvāti vienādojumi, kas pazīstami kā līdzsvars, kas apraksta, kā impulss, enerģija un masa sistēmā tiek ietekmēta noteiktās izmaiņās. Minētās izmaiņas var būt dažu elementu ievadīšana vai noņemšana matērijas, enerģijas vai ārējo strāvu ievadīšanas dēļ. Šie līdzsvarojumi koncentrējas uz atšķirībām no sākotnējā stāvokļa līdz brīdim, kad process notika, atstājot malā izpratni par visām sistēmas detaļām. Transporta parādību izpēte makroskopiskā līmenī palīdz mums izprast problēmu no globālās perspektīvas, un noteiktos lietojumos, piemēram, inženierzinātnēs, tas ir viss, kas nepieciešams.

Nākamais ir mikroskopiskais līmenis, zem kura tiek pārbaudīti mazie sistēmas reģioni, Šeit ir spēkā arī vienādojumi, kas apraksta izmaiņas, bet tikai nelielajā reģionā pētījums. Pētījuma mērķis mikroskopiskā līmenī ir iegūt detalizētāku informāciju nekā makroskopiskā līmenī, piemēram, temperatūru, spiedienu un koncentrācijas profilus, kurus var ekstrapolēt uz citiem reģioniem, lai iegūtu detalizētāku rentgenstaru pētījums. Visbeidzot, molekulārais līmenis cenšas fundamentāli izprast transporta parādības, tas ir Tas ir, izprotot masas, impulsa un enerģijas mehānismus spēku un struktūras izteiksmē molekulārā. Šāda veida pētījumus pārņem tādas zinātnes nozares kā teorētiskā fizika, fizikālā ķīmija un dažkārt arī inženierzinātnes.

Lietojumprogrammu piemēri

Daži transporta parādību izpētes pielietojumi ietver rūpniecisko, bioloģisko, lauksaimniecībā un meteoroloģijā, tad atcerēsimies, ka visus šos procesus regulē vielas saglabāšanas likumi un enerģiju. Šai studiju jomai veltītie inženieri un zinātnieki izmanto vienādojumus, lai modelētu šīs parādības un prognozēt tā uzvedību dažādos apstākļos, papildus meklējot veidus, kā optimizēt pārvaldītos procesus viņiem. Konkrētāk, rūpnieciskie procesi, piemēram, destilācija, graudu un koksnes žāvēšana, fermentācijas procesi pārtikas produktu un dzērienu ražošanai, ūdens attīrīšana, kalnrūpniecība, naftas pārstrāde, tās visas tika izstrādātas un turpina pilnveidoties, pateicoties transports.