FENOMENOS TERMODINAMICOS DE TRANSPORTE

Autor: CRIVELLARI LUCIO.
Año: 2004.
Universidad: LA LAGUNA.
Centro de lectura: FACULTAD DE FISICA Y MATEMATICAS.
Centro de realización: UNIVERSIDAD DE LA LAGUNA.

Resumen: Presentamos y discutimos en esta tesis un nuevo y original algoritmo - el Método Integral Implícito (MII) - para la solución numérica de la ecuación de transporte radiativo (TR) en condiciones físicas similares a las de las atmósferas estelares. En la primera parte se presenta el proceso de TR en términos operativos actuales: utilización de la principal ventaja de los ordenadores, como la de poder trabajar directamente con exponenciales. El introducir éstas en los algoritmos numéricos nos permite representar casi analógicamente el proceso de TR. En la segunda parte se describe exhaustivamente el MII, tanto en lo que concierne a su forma operativa, teniendo en cuenta lo dicho anteriormente, como a su dinámica de acuerdo con los procesos del algoritmo. Las propiedades, ventajas y resultados se discuten en la parte final, que consiste en una reseña de los principales artículos que hemos publicado acerda del MII.

Autor: PEREA COVARRUBIAS ALVARO.
Año: 2003.
Universidad: NACIONAL DE EDUCACION A DISTANCIA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: UNED.

Resumen: Tras una introducción al tema del transporte de partículas en corrientes gaseosas en el capítulo I, con una revisión de los principales mecanismos de transporte que concurren en la dinámica de las partículas en el capítulo 2, se estudia en profundidad en el capíutlo 3 el mecanismo de la fotofóresis, directamente asociado con la presencia de campos radiactivos. Para ello, partiendo del modelo más sencillo de una partícula esférica homogénea, se desarrolla una metodología para la caracterización de las propiedades de transporte de las partículas que comúnmente pueden encontrarse en las aplicaciones prácticas. Entre ellas destacan el modelo de partícula esférica inhomogénea, que da cuenta de los procesos de recubrimiento que puede sufrir la partícula en su transporte en la corriente gaseosa, y el modelo de agregado de de partículas, de interés puesto que las partículas generadas en los ambientes de combustión suelen adquirir dicha morfología. Dicho estudio se basa en la caracterización en función del modelo de la partícula esférica, puesto que es el que haitualmente se utiliza en el estudio de otros mecanismos de transporte. Para ello es necesario definir un conjunto de parámetros significativos que describan el transporte de la partícula como el transporte de una partícula esférica promedio, dotada de unas proiedades efectivas por determinar. Tras la evaluación de las propiedades de transporte fotoforéticas de los modelos de partícula descritos, se analiza en el capítulo 4 el transporte de partículas en ambientes dónde la fotofóresis pueda ser relevante. En particular, en los ambientes en combustión se han elegido tres configuraciones de llama prototipo, la combustión estacionaria de una gota, el problema de Burke-Shumann de la llama a la salida de un conducto y la capa límite encombustión. Se analiza la competencia entre los distintos mecanismos de transporte, el convectivo debido a la presencia de la corriente gaseosa, el termoforético, debido a los gradientes de temperatura establecidos, y el fotoforético, en presencia de intensos campos radiacticos producidos principalmente por la emisión térmica del material particulado, el hollín, que se localiza en la vecindad de la llama, con un especial énfasis en el estudio de los fenómenos de acumulación de partículas en regiones localizadas. Cuando los mecanismos primordiales de transporte anulan sus efectos por competición, se hace importante la difusión browniana, que determina el esparcimiento de las partículas por la corriente gaseosa, dando lugar eventualmente a procesos de deposición sobre las superficies que lo delimitan. Como problema modelo, se estudia en el capítulo 5 la influencia de una corriente inducida de soplado normal a la superficie de una placa rígida sobre la que circula una corriente gaseosa, en disminuir la deposición de partículas, cuando la difusión browniana, junto con el movimiento advertivo, son los mecanismos de transporte relevanres. En virtud de la complejidad del tratamiento numéruico de las soluciones, se hace especial énfasis en el desarrollo de métodos aproximados basados en las características físicas que muestran las soluciones, en particular, la dependencia con el número de Schmidt, el parámetro adimensional de soplado, y el parámetro geométrico que define la forma de la superficie. Finalmente, en el capítulo 6 se exponene las conclusiones finales, subrayando de forma concisa posibles estudios posteriores.

Autor: PAZ PENIN CONCEPCIÓN.
Año: 2003.
Universidad: VIGO.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ETS INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: En este trabajo se analiza la evolución de la propagación de un frente de llama en un lecho de agujas de pino como contribución al desarrollo de un modelo computacional general de predicción del comportamiento de un incendio forestal. En particular, se estudia la influencia de dos de los aspectos ambientales más importantes: viento y pendiente del terreno. Para ello, se analiza una configuración simplificada bidimensional en la que el combustible está uniformemente distribuído en un lecho poroso de espesor constante. El fuel se considera formado por cuatro elementos: agua, madera seca, carbono fijo y cenizas. Los proceso a tener en cuenta para ellos son evaporación del agua, pirólisis del carbón bruto, como resultado de la cual se desprenden combutibles volátiles que se incorporan a la fase gas y combustión heterogénea sustentada por el carbono fijo. La cinética de estos procesos es tratada siguiendo ecuaciones de Arrenhius. Para el balance energético en el sólido, supuestas las partículas térmicamente delgadas se considera la transferencia de calor por convección desde la fase gas, radiación desde la llama, y radiación sólido-sólido, incluyendo enfreiamiento radiativo, las endotermicidades de vaporización y pirólisis y el calor de la oxidación superifical y la pérdida de entalpía debida al agua y los volátiles que abandonan la fase sólida. En el balance energético de la fase gas se considera además de los recíprocos del sólido, el calor por conducción, la difusión turbulenta de calor y el calor procedente de la combustión de los combustibles volátiles. A estas expresiones se añaden las leyes de conservación de masa global y de cada una de las especies de las que se asume está formada la fase gas: vapor de agua, monóxido de carbono, oxígeno, dióxido de carbono y nitrógeno, y la ley de conservación de cantidad de movimiento de la mezcla, en la que además de la propia inercia del fluido, se consideran difusión de cantidad de movimiento, flotabilidad y la interacción entre el gas y el lecho de fuel que se describe a través de la fuerza de arrastre inducida y, por último, el modelado de la turbulencia. Se obtiene que a medida que aumenta la velocidad de viento aumenta la velocidad de propagación, la extensión de la zona del lecho afectada por la combustión y el consumo de combustible. La inclinación del terreno modifica la cantidad y la proporción de los flujos de calor intercambiados por los distintos mecanismos de transmisión. De un régimen en el cual la llama asciende verticalmente por flotabilidad cuando no hay viento en terreno llano, en el que el mecanismo fundamental pro el cual el lecho aguas debajo de la llama aumenta su temperatura es la radiación desde el sólido aguas arriba, se pasa a un régimen en el que la llama se acuesta sobre el lecho modificando el campo de velocidades, por lo que además de incrementarse el calor que el lecho recibe por radiación desde la llama, aumenta la transferencia de calor convetiva al sólido por efecto de dicho campo de velocidades, produciendo un aumento de la pendiente cambios sobre la velocidad de avance, extensión del lecho y consumo de combustible en el mismo sentido que un incremento en la velocidad de viento. Transcurrido cierto tiempo después de la ignición, se observa además para velocidad de viento ambiente de 1m/s, que la curva que proporciona la tasa de consumo de combustible frente al tiempo, tiende a ser recta, al mismo tiempo que la llama adquiere una configuración geométrica que no presenta a partir de ese tiempo prácticamente variaciones, lo que se interpreta como el estado cuasiestacionario de la propagación.

Autor: ROJAS BRAVO M. ESTHER.
Año: 2002.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: C.I.E.M.A.T..

Resumen: Estudio de la mejora introducida en la transferencia de energía externa a un fluido en régimen de flujo bifásico estratificado, mediante la integración de sistemas capilares en la superficie interior de las correspondientes tuberías. Estos sistemas capilares desarrollan presiones capilares capaces de mantener una película de líquido que permite mantener mojada una mayor porción de superficie interior que la correspondiente al régimen de flujo estratificado dado. Los sistemas capilares estudiados han sido tanto medios porosos (recubrimientos de carbonato cálcico depositados por electroforesis y telas metálicas) como microcanales excavados, con diferentes geometrías y configuraciones. La aplicación original objeto de este estudio fue la generación de electricidad con colectores solares térmicos cilindro-parabólicos, trabajando con la tecnología de generación directa de vapor solar (proyecto europeo DISS), aunque su utilidad puede ampliarse a colectores solares tipo heat-pipes, intercambiadores de calor tobulares, etc.

Autor: MARTINEZ VICENTE DAVID.
Año: 2002.
Universidad: MURCIA.
Centro de lectura: BIOLOGÍA .
Centro de realización: FACULTAD DE BIOLOGIA.

Resumen: El objetivo principal de esta Tesis es el estudio de la viabilidad de la desalación de agua de mar por ósmosis inversa en España, tanto desde un punto de vista tecnológico como económico. Para ello, se realiza un estudio de los costes de desalación de agua de mar por ósmosis inversa, así como una descr-ción del estado actual de esta tecnología. El estudio de la tecnología de ósmosis inversa para la desalación de agua de mar se realiza mediante la descomposición y descripción una planta desaladora "tipo", donde se indica tanto el estado actual de la tecnología, como las mejoras más novedosas y sus posibilidades de aplicación en un futuro próximo. Las diferentes partes de las plantas desaladoras definidas en la Tesis son: captación de agua de mar, pretratamientos, bombeo de alta presión y recuperación de energía, tratamiento del agua por ósmosis inversa, postratamientos, almacenamiento e impulsión del permeado, evacuación de salmuera e instalaciones accesorias. Se ha tenido en cuenta, para la definición de estos componentes, la procedencia del agua de mar: captación mediante pozos costeros o toma directa del mar, debido a la importante influencia que tiene este aspecto en el funcionamiento y el diseño de las plantas desaladoras por ósmosis inversa. Además de la descripción propiamente dicha, se han establecido parámetros y métodos de diseño de los diferentes equipos, haciendo especial hincapié en el diseño de bastidores de membranas mediante la utilización de programas informáticos. En cuánto al estudio económico del coste de la desalación de agua de mar por ósmosis inversa, se ha establecido una metodología de cálculo, que distingue dos tipos de costes: coste de capital y costes de operación. Los primeros corresponden a la amortización del total de la inversión inicial necesaria; estableciéndose un coste medio de inversión (para plantas de 60.000 m3/día) de 600€/m3/día instalado, cuyo coste de amortización asciende a 16,52 cent€/m3. Los costes de operación se han dividido en costes de: personal, mantenimiento, reposición de membranas, reposición de cartuchos de filtro, reactivos químicos y energía eléctrica, suponiendo éste último alrededor del 50% de los costes de operación. Sumando estos conceptos, se obtiene un coste total para plantas de 10.000 m3/día de entre 55,76-62,76 cent€/m3, y para plantas de 140.000 m3/día entre 40,95-46,78 cent€/m3 por cada 100m de elevación y 10 km de distancia. La Tesis termina con unas conclusiones, indicando que el coste actual de la desalación de agua de mar tan solo es viable para abastecimiento humano, industrial y turístico, en zonas no muy alejadas de la costa. No se considera viable este coste para usos agrícolas, salvo en casos muy específicos de cultivos intensivos de muy alta rentabilidad, y que tengan la posibilidad de mezclar aguas desaladas con aguas de peor calidad más baratas. En las conclusiones también se indican los aspectos favorables y desfavorables que pueden afectar al desarrollo futuro de la desalación de agua de mar por ósmosis inversa en España. Como aspectos favorables se tiene: existencia de demandas insatisfechas en el arco mediterráneo español, tendencia a la baja del coste por el desarrollo tecnológico y tendencia a la baja del coste energético (ahorro energético y liberalización del mercado eléctrico). Los aspectos desfavorables se resumen en: competencia de mercados agrícolas exteriores, excesiva dependencia energética del petróleo y problemas medioambientales.

Autor: GARCÍA ROJO RAMÓN.
Año: 2002.
Universidad: SEVILLA.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAD DE FÍSICA.

Resumen: En esta Tesis Doctoral se ha estudiado la validez de la descripción hidrodinámica de un medio granular en diferentes situaciones en las que el medio se encuentra en un estado denominado fluidizado. Este sistema ha sido estudiado experimentalmente, siendo posible la definición de campos macroscópicos como la densidad y las velocidades. El estado más sencillo en que se puede encontrar un medio granular es el estado de enfriamiento homogéneo. Los resultados obtenidos en el estudio de sistemas aislados en este estado avalan el uso de la hidrodinámica también para medios granulares vibrados, en los que se alcanza un estado estacionario en el que la energía que se introduce en el sistema a través de la pared vibrante se disipa por las colisiones internas. En primer lugar, se ha realizado un estudio de la difusión en el medio haciendo uso de un modelo de esferas duras inelásticas. Se han considerado dos casos límite: que la partícula sea idéntica a las del fluido (audodifusión), y cuando tiene una mas mucho mayor (movimiento browniano). En los dos casos se han obtenido ecuaciones que generalizan las de los medios moleculares. Los resultados teóricos se han contrastado con la simulación del sistema haciendo uso de un algoritmo de Dinámica Molecular diseñado a tal efecto. El acuerdo entre la simulación y las predicciones teóricas es bueno en un rango amplio del parámetro que caracteriza la disipación. Se ha encontrado una doble dependencia de los coeficientes de transporte en la inelasticidad, explícita e implícita a través de la temperatura granular (que disminuye en el tiempo). El régimen hidrodinámico se alcanza algebraicamente en las escalas originales. En una segunda parte del trabajo, se ha aplicado la descripción hidrodinámica a los medios granulares vibrados extensos de gravedad. Aunque es conocida la existencia de rupturas espontáneas de simetría en medios vibrados en presencia de campos externos, la aparición de la asimetría está íntimamente ligada a la inelasticidad característica del medio, por lo que proponemos un expeirmento en el que el sistema no está sometido a la gravedad. Estudiamos un sistema de discos duros inelásticos encerrados en una caja que está dividida en dos partes idénticas por una pared que tiene un aguejro de tamaño mayor que el recorrido libre medio de las partículas. Cuando el número de partículas en el sistema es suficientemente grande, existe un estado estacionario final en el que se produce una ruptura espontánea de simetría. Se han determinado la curva de estabilidad del sistema y los perfiles hidrodinámicos,y se han comparado con las medidas realizadas en la simulación del sistema con un método de dinámica molecular, obteniéndose un buen acuerdo. Por último, se ha estudiado la ruptura de simetría transversal en un gas granular vibrado encerrado en una caja bidimensional. En el caso de que el contenedor es aproximadamente cuadrado, el gas alcanza un estado estacionario en el que los perfiles hidrodinámicos sólo dependen de la dirección perpendicular a la pared vibrante. Este estado ha sido considerado como un estado de referencia para el posterior estudio teórico. Manteniendo el resto de los parámetros del sistema fijos, si la anchura del a caja se hace suficientemente grande (respecto a la otra dimensión), el sistema muestra otro estado estacionario en el que la densidad y la temperatura dependen claramente de la dirección transversal al movimiento de la pared. Haciendo un análisis de estabilidad marginal en torno al estado de referencia, y resolviendo el problema mediante el uso de una aproximadamente WKB (Wentzel-Brioullin-Kramers), hemos encontrado el parámetro de orden de la transición al estado transversalmente inhomogéneo y se ha construido la curva de estabilidad del sistema. Se han comparado las predicciones teóricas con los resultados de la simulación de Dinámica Molecular del sistema, así como con los obtenidos de la resolución numérica de la ecuación cinética, hallándose un buen acuerdo en todos los casos.

Autor: GARCÍA ORZA JOSÉ ANTONIO.
Año: 2002.
Universidad: MIGUEL HERNANDEZ.
Centro de lectura: CIENCIAS EXPERIMENTALES.
Centro de realización: ESC. POLITÉCNICA SUPERIOR DE ELCHE.

Resumen: Se estudia la evolución libre, desde estados homogéneos de equilibrio térmico, de flujos granulares rápidos (gases granulares) utilizando el modelo más sencillo de partículas que retiene lo esencial de la interacción entre granos en este régimen: esferas duras inelásticas, lisas. Tras un tiempo en el que el sistema permanece homogéneo, se desarrollan corrientes y vorticidad; posteriormente aparecen inhomogeneidades en la densidad y se forman agregados. Las variables que controlan la evolución son la densidad media y el coeficiente de restitución inelástica, además del tamaño del sistema considerado. Hemos estudiado la evolución de la función de distribución de velocidades (fdv), desde la condición inicial hasta el estado de enfriamiento homogéneo (HCS), y sus desviaciones respecto de la Maxwell-iana. Generalizamos una solución de escala de la ecuación de Enskog-Boltzmann que contiene dependencia explícita del tiempo y desarrollamos en serie de polinomios de Sonine alrededor de la Maxewelliana. Si la inelasticidad no es muy grande, las correcciones son pequeñas y encontramos buen acuerdo con las simulaciones: a inelasticidades grandes el esquema utilizado no funciona. Mostramos que las colas de la fdv son exponenciales simples y no Maxwellianas. Realizamos un análisis de estabilidad lineal del HCS. Los modos de cizalla y térmico son inestables a largas longitudes de onda y crecen exponencialmente con el núm.de colisiones. Es dominante el de cizalla y está desacoplado del resto. Describimos el desarrollo de estructura con los factores de estructura y las funciones de correlación de las variables hidrodinámicas relativas al HCS, calculadas a partir de la matriz de hidrodinámica fluctuante. Consideramos el caso incompresible y el caso general, compresible, en el rango disipativo (longitudes de onda largas). La comparación con las simulaciones muestra muy buen acuerdo y explica la formación de estructuras y el crecimiento de longitudes características, hasta un tiempo determinado. Encontramos correlaciones de largo alcance para las funciones de correlación de las velocidades, que se cortan a distancias largas en el caso compresible. Las inestabilidades en los campos de las componentes longitudinal y transversal de la velocidad son sólo relativas al HCS, mientras que las de la densidad son absolutas. Durante la formación de estructura, tanto la energía como la frecuencia de colisiones reducen su tasa de decaimiento. A tiempo largos, la energía se concentra en la energía del flujo local debido al mecanismo de reducción de ruido de la regla de colisión; y comienza la acreción de agregados densos y una preferencia por las colisiones tangenciales. La energía está bien descrita por el decaimiento difusivo de los modos para un rango de densidades e inelasticidades. Realizamos una estadística de agregados, encontrando una ley de potencias para el núm.de partículas libres en el fluido. A tiempos muy largos es necesaria todavía una descripción analítica completa acorde con la fenomenología que encontramos en simulaciones.

Autor: LABAJOS BRONCANO LUIS.
Año: 2000.
Universidad: EXTREMADURA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: Los métodos experimentales que se basan en la imbibición de líquidos en cuerpos porosos o en sistemas compuestos por materiales pulverulentos se utilizan para la carcterización energética superficial de estos sólidos. Las dos técnicas de imbibición más utilizadas consisten en la medida de la evolución temporal de la ganancia de masa del sistema provocada por la penetración. Ambos métodos utilizan la ecuación propuesta por Washburn para analizar los resultados experimentales. Esta ecuación propone un comportamiento rectilíneo cuando se representan tanto el cuadrado de la distancia penetrada por el frente líquido como el cuadrado de la masa ganada por el sistema poroso frente al tiempo. Sin embargo, este tipo de comportamiento no se obseva en experimentos realizados con diferentes sólidos y líquidos, sino que se encuentran cambios en la pendiente de las curvas experimentales, no convenientemente interpretados en la literatura. El objetivo principal de esta tesis doctoral consiste en el estudio exhaustivo de los procesos físicos involucrados en ambos métodos, incluyendo los factores correctivos precisos derivados de este estudio, de manera que sea posible explicar le comportamiento total de estas curvas. Este análisis ha sido aplicado a la carcterización energética superficial de varios sólidos pulverulentos.

Autor: ALARCÓN COR TOMÁS.
Año: 2000.
Universidad: BARCELONA.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: UNVIERSIDAD DE BARCELONA.

Resumen: En esta tesis se analzian diversos aspectos del comportamiento de los sistemas fuera de equilibrio cuando son sometidos a fuerzas periódicas. Mediante técnicas analíticas desarrolladas a tal efecto, hemos estudiado el fenómeno de la resonancia estocástica en sistemas no potenciales. Así mismo hemos analizado los efectos de la presencia de fuerzas periódicas sobre las propiedades de la disipación de energía en sistemas no hemíticos. En este sentido, hemos demostrado que estos sistemas muestran un comportamiento de disipación anómala que constituye una generalización de ciertos fenómenos de "viscosidad negativa" observados en sistema tales como los ferrofluidos o los gases de moléculas poliatómicas.

Autor: RUIZ REINA EMILIO.
Año: 1999.
Universidad: GRANADA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: El trabajo presentado contiene dos partes bien diferenciadas. Por un lado, la parte teórica, que está dedicada al estudio y ampliación de los modelos teóricos del efecto electroviscoso primario más desarrollados. Igual que está ocurriendo actualmente con la mayoría de los fenómenos relacionados con la estructura eléctrica de la interfase sólido-líquido, se ha procedido a la inclusión en el modelo del efecto electroviscoso primario de la contribución debida al transporte de iones en la capa de Stern. Esta contribución resulta relevante para completar los modelos clásicos que se han venido aplicando hasta muy recientemente. En concreto, como ya demostraron Zukoski y Saville, permite explicar las discrepancias encontradas en los experimentos donde se correlacionan varios fenómenos distintos, ofreciendo al mismo tiempo una imagen más realista y detallada de la interfase. Evidentemente, este avance conlleva un considerable aumento de la complejidad del problema, traduciéndose esto en la nada deseable aparición de nuevos parámetros libres desconocidos a priori. Se ha desarrollado la inclusión de la presencia de una capa de Stern dinámica en el modelo del efectoelectroviscoso primario de Watterson y White, encontrando las condiciones de contorno adecuadas a tal fin. El estudio que dicha inclusión genera es bastante extenso, pues también depende de las características particulares que podamos establecer para la adsorción de iones en la capa de Stern. Así, se han analizado los resultados de tres modelos de adsorción distintos. También se desarrolla una expresión analítica válida para valores bajos del potencial , que resulta valiosa a la hora de realizar los cálculos para suspensiones que cumplan esta condición, además de que puede proporcionarnos una visión más profunda de los mecanismos fisicos que subyacen a la inclusión de la contribución de la capa de Stern. Esta solución analítica es el análogo de la teoría de Booth del efecto electroviscoso primario cuando incluimos la capa de Stern dinámica. Por otro lado, en la parte experimental del trabajo, se ha realizado una nueva contrastación experimental del efecto electroviscoso primario con látex de poliestireno y suspensiones de alúmina. Los primeros han sido elegidos por la monodispersidad y esfericidad de sus partículas, mientras que la alúmina es interesante por el diferente proceso de carga que presenta y la posibilidad de determinar la existencia de adsorción específica en la capa de Stern. El principal problema que se encuentra es la estimación de los parámetros de la capa de Stern y del potencial de las suspensiones. El procedimiento que se ha seguido aquí es la correlación de fenómenos electrocinéticos, mediante la imposición de la condición de igualdad de potenciales provenientes de fenómenos distintos. Esta forma de proceder nunca se había puesto en práctica en la contrastación experimental de los modelos. Generalmente, la obtención del potencial era su evaluación a través de un único fenómeno electrocinético, típicamente electroforesis, dejando de lado el hecho sobradamente conocido de que los potenciales derivados de técnicas experimentales distintas ofrecían valores de potencial no coincidentes. Las técnicas experimentales utilizadas en nuestro trabajo han sido electroforesis y conductividad de las suspensiones en el límite de frecuencias bajas. Los parametros de la capa de Stern y el potencial son obtenidos así a través de un método de ajuste. Sin embargo, la eliminación de toda arbitrariedad es imposible, lo que constituye uno de los puntos más débiles en relación con la aplicabilidad de la teoría. Los valores de coeficiente electroviscoso primario obtenidos cuando se utilizan los modelos que tienen en cuenta la capa de Stern dinámica son significativamente mayores que los calculados a travñés de los modelos clásicos, especialmente en la región de concentraciones bajas, donde el efecto es más grande. Desgraciadamente, sigue sin explicarse la subestimación de los valores experimentales, aunque se pueden adelantar algunas hipótesis para desarrollos futuros. La obtención del coeficiente electroviscoso primario pasa por el conocimiento previo de la constante hidrodinámica K1, que repetidamente se ha venido tomando con el valor de 2.5 calculado por Einstein. Como señala Happel, el valor de K1, puede depender de las interacciones hidrodinamica K1 podría depender de la concentración de electrolito. También puede depender de agregaciones reversibles o irreversibles de las partículas. Para hacernos una idea de grado de dependencia que puede existir en la geometría de las particulas y en la polidispersidad de las suspensiones, bástenos recordar el dato de K1=26.3+-0.5 que hemos obtenido para las partículas de alúmina. En realidad, la separación de los efectos hidrodinámicos y eléctricos sobre la viscosidad de suspensiones coloidales diluidas no deja de ser artificiosa. Lo que podemos calcular con los modelos teóricos del efecto electroviscoso primario es la constante electrohidrodinámica K1(1+p), y éste es el parámetro que deberemos evaluar y medir. Una vez que esté en nuestra mano un modelo del efecto electroviscoso primario que pueda tener en cuanta las corecciones mencionadas anteriormente, la inclusión de la capa de Stern dinámica representará una contribución importante para el acuerdo con los datos experimentales, sobre todo teniendo en cuenta las pruebas que confirman la existencia e influencia de dicha región en otros fenómenos electrocinéticos.

Autor: ROU-ALI SATDT NOHAMED MOUNIR.
Año: 1999.
Universidad: PAIS VASCO.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: A prtir de los trabajos de Clusius-Dickel la difusión térmica gravitacional es una técnica frecuentemente empleada en la separación de isótopos en mezclas gaseosas. En mezclas líquidas, su interés radica en la posibilidad de su tulización industrial en la purificación, separación y recuperación de componentes de mezlas de aceites y diversos productos petrolíferos, así como la separación de ciertos isómeros. La magnitud relevante en la descripción del fenómeno es el coeficiente Soret, y se han realizado considerables esfuerzos para determianr su valor en diferentes tipos de mezclas líquidas.Sin embargo, los datos disponibles, en particular para meclas conefecto Soret negativo, muestran grandes desviaciones y, en algunos casos, aún el signo de la magnitud es cuestionalble. Conobjeto de eliminar esta dispersión de han realizado experimentos a bordo del satélite EUREKA en condiciones de micorgravedad, pero los resultados tambpoco han sido concluyentes. Como alternativa a los costosos experimentos en el espacio, proponemos en esta tesis doctoral el uso del método termogravitacional que, junto a la sencillez del dispositivo experimental, presenta la ventaja que pude controlarse la inestabilidad convectiva mediante columnas de suficiente anchura entre paredes, para que los enriquecimientos obtenidos no den lugar a grandientes adversos de densidad inestables.Así, se ha diseñado y construído cinco columnas termogravitacionales.El criterio seguido para su diseño ha sido reducir el tiempo de relajación del fenomeno, manteniendo altos valores de la sepación. También en esta memoria se ha establecido una nueva teoría hidrodinámica que describe el comportamiento de la columna termogravitacional. Haciendo uso de esta teoría, se ha determinado experimentalmente un amplio conjunto de valores del coeficiente Soret tanto positivo como negativo para diferentes mezclas con caracter polar y no polar. También mediante un estudio experimental del análisis de la estabilidad termogravitacional en presencia de un gradiente adverso de densidad cuando el fluído no se encuentra en reposo, se ha determinado por primera vez, la curva de stabilidad neutra en el diagrama Rayleigh-Grashof (Ra-Gr). Los resultados obtenidos muestran que la técnica termogravitacional es un método idoneo para la determinación del coeficiente Soret.

Autor: TRENZADO DIEPA JOSE LUIS.
Año: 1999.
Universidad: LAS PALMAS DE GRAN CANARIA.
Centro de lectura: CIENCIAS DEL MAR.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIA DEL MAR.

Resumen: En esta memoria se han determinado para todo el intervalo de composiciones, las densidades y viscosidades cinematicas de los sistemas binarios n-heptano+ (n-octano, ciclooctano, 1-clorooctano, 1-octanol) y butanoato de metilo +(n+heptano,n-octano, ciclooctano,1-clorooctano, 1-octanol) a las temperaturas 283.15,293.15,303.15 y 313.15 k y a la presión atmosferica. Además, se determinaron las citadas propiedades para los sistemas ternarios butanoato de metilo + n-heptano+(n-octano, ciclooctano, 1-clorooctano, 1-octanol) a la presión atmosferica, a las temperaturas 283.15 y 313.15 k y cubriendo todo el area de composiciones. Las densidades fueron medidas con un densimetro de oscilación mecanica(Anton Para -DMA 60/602) y las viscosidades, con un equipo automatico de la firma Schott-Gerate y viscosimetros capilares del tipo Ubbelohde. Los resultados experimentales y los derivados de las correlaciones con la composición y/o la temperatura, permitieron la determinación precisa de otras propiedades como las viscosidades dinámicas, los volúmenes molares de exceso, los volúmenes molares parciales, los volúmenes molares parciales de exceso), los coeficientes de expansión termica isobáricos y los coeficientes de presion de la entalpía molar de exceso. Todas las propiedades volumétricas citadas, asi como los volúmenes de exceso de los sistemas ternarios, se contrastaron con las predichas por el modelo molecular de contribución de grupos propuesto por Nitta y col. Se analizó la bondad de seis ecuaciones especificas para la correlación de datos composición-viscosidad de los sistemas binarios y dos para el caso de los sistemas ternarios. Las viscosidades binarias y ternarias se utilizaron tambien para verificar la capacidad de predicción de los modelos de contribución de grupos UNIFAC-VISCO y UNIVISC. Finalmente, utilizando los volumentes molares de exceso y las desviaciones de la viscosidad de los sistemas ternarios, se analizó el poder predictivo de diez modelos que,para ello, utilizan exclusivamente información binaria.

Autor: CASAS RODRIGUEZ HERMINIO.
Año: 1999.
Universidad: A CORUÑA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS.

Resumen: En el presente trabajo se estudia desde el punto de vista experimental y teórico: en alpias morales de exceso, volumenes molares de exceso, cambios de indice de refracción de mezcla y variaciones de la viscosidad de mezcla, de sistemas constituidos por distintos componentes orgánicos con seis atomos de carbono en su cadena.

Autor: AGUILELLA ARZO MARCELO ISIDRO.
Año: 1999.
Universidad: JAUME I DE CASTELLON.
Centro de lectura: TECNOLOGIA Y CIENCIAS EXPERIMENTALES.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE TECNOLOGIA Y CIENCIAS EXPERIMENTALES.

Resumen: En esta memoria se estudia el transporte de iones inorgánicos a través de membranas sintéticas microporosas y de canales iónicos abiertos en membranas biológicas. Se parte de una modificación del modelo estándar de carga espacial 8capilar cilíndrico cargado), con la introducción de diferentes configuraciones de la carga fija estructural, responsable de la selectividad de los sistemas porosas. Estas configuraciones incluyen distribuciones de carga eléctrica no homogénea sobre la superficie interior del poro, una distribución superficial de dipolar y carga distribuida transversalmente, es decir, en la dirección perpendicular a la pared del poro. Asimismo se presenta un modelo alternativo al estándar de carga espacial asado en la sustitución de la doble capa eléctrica por dos regiones separadas por una superficie divisoria de Gibbs. En todos los casos estudiados se presentan las expresiones correspondientes a los coeficientes de Onsager del sistema bajo estudio, que contienen toda la información correspondiente a las magnitudes electrocinéticas en función de los parámetros del poro. Ademas, se ha desarrollo un método numérico de resolución de la ecuación de Poisson-Boltzmann, que admite las modificaciones del modelo estándar estudiadas en la memoria.

Autor: MEHLHORN ARNDT.
Año: 1998.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.

Resumen: La tesis doctoral se compone de dos partes fundamentales: El desarrollo teórico de un modelo de simulación para la destilación discontinua y la validación de este mediante experimentos hechos en una planta piloto de destilación discontinua. La parte teórica se divide en la parte de desarrollo del modelo y en la parte de la implementación del modelo en un programa de simulación. El nuevo modelo desarrollado es un modelo de transferencia de materia que se distingue de los desarrollos anteriores por su capacidad de contemplar la cinética de la transferencia de materia tal como la hidrodinámica. La incorporación de efectos hidrodinámicos se basa principalmente en la observación de diferentes geometrías de contacto en una columna de platos perforados. Estas geometrías de contacto son canales de vapor y burbujas. En caso de las burbujas se distingue entre grandes y pequeñas con diferentes propiedades hidrodinámicas. De esta forma el modelo contempla tres diferentes clases de vapor, dos clases de vapor de desequilibrio y una de equilibrio (burbujas pequeñas). Para las clases de vapor de desequilibrio se calcula explícitamente los caudales de materia que traviesen la interfase basándose en la teoría de Maxwell-Stefan de transferencia de materia multicomponente. La parte experimental se divide en la parte de diseño de la columna usada en una planta piloto y en la de la realización de los experimentos. El diseño de la columna tiene como objetivo la obtención de un medio de validación del nuevo modelo desarrollado. Por tanto está equipado con un gran número de sensores de temperatura, de presión y de tomas de muestra. También la realización de los experimentos se adapta al fin de la validación del modelo, ya que la frecuencia de toma de muestra y de capturación de señales de temperatura es elevada. La memoria de la tesis contiene una comparación amplia de los resultados experimentales con los de la simulación. Estas comparaciones demuestran una determinada superioridad del modelo desarrollado sobre desarrollos anteriores.

Autor: ARENAS ALONSO ANTONIO.
Año: 1998.
Universidad: PONTIFICIA COMILLAS.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ETS. DE INGENIERIA (ICAI).

Resumen: Revision de las ecuaciones fundamentales de los pares termoeléctricos, modificándose, el valor del coeficiente Seebeck a utilizar, para tomar en consideración el efecto Thomson sin la utilización explicita del coeficiente Thomson. Definición y justificación de nuevos conceptos (esbeltez, modelo elemental, termoelemento unitario) y magnitudes(intensidad especifica, esbeltez unitaria) para su utilizacion en el diseño y selección tanto de termoelementos como de sistemas termoelectricos. Definicion y justificacion de criterios y relaciones de semejanza entre sistemas termoelectricos según que el efecto util este en el lado caliente o en el lado frio. Adaptacion del plano termodinamico temperatura-entropia para el analisis grafico de los procesos termoelectricos. Definicion y justificacion de un nuevo modelo analitico para el calculo de las prestaciones de las celulas Peltier actualmente utilizadas. Las ecuaciones propuestas, que adoptan una estructura similar a las ecuaciones fundamentales de los pares termoelectricos, determinan las caracteristicas de la célula a partir de sus variables de diseño conocidas (dimensiones y propiedades de los materiales), por tanto conocidas y de sus variables de diseño conocidas (dimensiones y propiedades de los materiales), por tanto conocidas y de sus variables de funcionamiento medibles (intensidad electrica, diferencia de temperaturas entre caras de la célula)incorporando, a traves de coeficientes de ajuste, la influencia de los elementos internos distintos de los termoelementos. Estudio detallado del funcionamiento de una celula Peltier aplicando el metodo de los elementos finitos. Desarrollo de una nueva metodologia para el diseño de celulas incorporando los coeficientes y criterios expuestos en los capitulos anteriores y las caracteristicas de los intercambiadores de calor externos a la celula. Estudio general de la influencia de la geometria de los termoelementos en sus parametros de funcionamiento, particularizando el estudio para algunos casos concretos y comparandose resultados entre estos.

Autor: ANDRIO BALADO ANDREU.
Año: 1997.
Universidad: JAUME I DE CASTELLON.
Centro de lectura: TECNOLOGIA Y CIENCIAS EXPERIMENTALE.
Centro de realización: DEPARTAMENTO: CIENCIAS EXPERIMENTALES PROGRAMA DE DOCTORADO: 0202 QUIMICA FUNDAMENTAL Y APLICADA.

Resumen: En esta tesis se han estudiado las propiedades difusivas de tres filmes de polietileno lineal de baja densidad a los gases nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono. Se ha medido los coeficientes de permeabilidad, difusión y solubilidad aparentes en función de la temperatura, la presión y el tiempo de templado. La evolución de los resultados con el cambio de presión ha sido interpretada utilizando el modelo dual de sorción, así mismo, la evolución con la temperatura ha sido interpretada en términos del modelo de volumen libre desarrollado por Fujita y modificado por nosotros para polímeros semicristalinos. Finalmente se ha llevado a cabo un estudio de la permselectividad de estos filmes los citados gases también en función de la temperatura, presión y tiempo de templado.

Autor: ARTIGAS LAFAJA HECTOR.
Año: 1997.
Universidad: ZARAGOZA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: DEPARTAMENTO: QUIMICA ORGANICA Y QUIMICA FISICA PROGRAMA DE DOCTORADO: QUIMICA FISICA.

Resumen: En la Memoria se recogen los valores de diversas propiedades termodinámicas y de transporte de exceso en distintas condiciones de trabajo (temperatura o presión) de los siguientes sistemas líquidos binarios: Clorobenceno, Clorociclohexano, Bromobenceno o Bromociclohexano con cada uno de los cuatro isómeros alcohólicos del butanol. En la introducción se exponen brevemente las teorías propuestas en la descripción del estado líquido, tanto de compuestos puros como de mezclas, ennumerando los diversos modelos disponibles para el estudio de cada una de las propiedades objeto de la Memoria. A continuación se describen los equipos experimentales utilizados y las expresiones necesarias para, a partir de las propiedades medidas (densidad, velocidad de propagación del sonido, temperaturas de ebullición y composiciones de la fase líquido y vapor condensado y viscosidades de las mezclas), calcular las correspondientes propiedades termodinámicas y de transporte (volúmenes de exceso y compresibilidades isoentrópicas de exceso y las correspondientes magnitudes molares parciales, coeficientes de actividad y energías de Gibbs de exceso, viscosidades de exceso y energías de Gibbs de activación de flujo viscoso de exceso). En el Capítulo 3 se presentan los resultados experimentales y los ajustados mediante diversas ecuaciones de correlación, junto con los diagramas en los que se representan las propiedades. Tales valores se han interpretado cualitativamente a través de las interacciones que se establecen entre las moléculas que forman parte de los sistemas. Puesto que la interacción más importante es la asociación por puente de Hidrógeno presente en los isómeros alcohólicos, se observa que el comportamiento depende fundamentalmente del isómero del butanol implicado. Igualmente se señalan el resto de interacciones que tienen lugar, responsables en menor medida del valor de las propiedades. Por último, se han aplicado diversas teorías disponibles para la correlación y predicción de las propiedades termodinámicas y de transporte. Con los sistemas del presente estudio de originan predicciones que pueden considerarse satisfactorias. La Memoria finaliza con la exposición de las principales conclusiones y una reseña de la bibliografía empleada para su elaboración.

Autor: COMPTE BRAQUETS ALBERT.
Año: 1997.
Universidad: AUTONOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: CIENCIAS.
Centro de realización: DEPARTAMENTO: DE FISICA PROGRAMA DE DOCTORADO: DE FISICA.

Resumen: Esta tesis estudia un tipo específico de difusión anómala, la difusión anómala fraccional, y se demuestra que puede ser descrita macroscópicamente por ecuaciones de difusión que contienen derivadas fraccionales y, mesoscópicamente, por el modelo estocástico de caminante aleatorio en tiempo continuo. Se desarrollan técnicas que se basan en esta doble descripción para abordar la cuestión de la difusión anómala fraccional en medios no estáticos. Concretamente, se estudian tres tipos de flujo de cizalla lineales, un flujo de Poiseuille entre placas paralelas y un flujo bidimensional estacionario, estratificado y aleatorio. En todos estos casos se establecen los regímenes dispersivos en tiempos asintóticos para caminantes aleatorios en tiempo fractal y, donde ha sido posible, para vuelos de Lévy. Complementando esta línea de investigación principal se incluyen dos trabajos que exploran otros aspectos de la difusión anómala fraccional: el análisis de posibles generalizaciones de la ecuación de Cattaneo y las propiedades de localización de un caminante aleatorio dirigido en una red unidimensional desordenada cuando la dinámica viene dominada por propiedades de tiempo fractal.

Autor: GARCIA PAYO M. CARMEN.
Año: 1997.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FISICA.
Centro de realización: DEPARTAMENTO: FISICA APLICADA I PROGRAMA DE DOCTORADO: TERMOLOGIA.

Resumen: En este trabajo se han diseñado, construido y puesto a punto varios dispositivos experimentales: los que nos permiten medir los flujos y las concentraciones en los experimentos de destilación en membranas, con contacto directo y con "gap" de aire, y los que nos permiten caracterizar las membranas (presión de entrada de líquido en sus poros, conductividad térmica y ángulo de contacto en avance). Se ha estudiado la influencia de los distintos párametros que intervienen en los procesos de destilación en membranas como son : la temperatura media, la diferencia de temperaturas y la concentración inicial de alcohol en el alimento, para las dos modalidades de destilación en membranas, y, para el caso de "gap" de aire, además, la velocidad de paso tangenical de la disolución a través de la célula, el tipo de membrana, el tipo de alcohol y el espesor del "gap" de aire. Se han propuesto diferentes modelos para el cálculo de la polarización de temperaturas. Partiendo del conocimiento de los perfiles de temperatura y de concentración, determinados previamente, se han conseguido predecir los flujos de permeado, observados experimentalmente, con el modelo de difusión en película estancada para sistemas multicomponentes usando las ecuaciones de Stefan-Maxwell. También, se ha estudiado la influencia de la temperatura y de la concentración, de las disoluciones de diferentes alcoholes en agua, en la presión de entrada de líquido en los poros de las membranas hidrófobas. Estos resultados, junto con las medidas del ángulo de contacto en avance, han permitido, mediante la aplicación de dos modelos teóricos diferentes, determinar ciertas características de los poros, tales como su radio, la concentración de penetración y el ángulo de estructura.