Un método analítico para estimar la sobresaturación en sistemas gas-líquido en función del paso de reducción de presión y tiempo de espera
Autores: Pradhan, Sushobhan; Bikkina, Prem Kumar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un método analítico para estimar la sobresaturación en sistemas gas-líquido en función del paso de reducción de presión y tiempo de espera
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería General
Palabras clave
Gas
Líquido
Supersaturación
Nucleación de burbujas
Difusión
Presión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 41
Citaciones: Sin citaciones
Cuando la concentración de un gas excede la concentración de equilibrio en un líquido, el sistema gas-líquido se denomina sistema sobresaturado. La sobresaturación puede lograrse ya sea cambiando la presión y/o la temperatura del sistema. El gas de un líquido sobresaturado escapa ya sea a través de la nucleación de burbujas que suele ocurrir en la superficie sólida y/o por difusión de gas a través de la interfaz gas-líquido. La nucleación de burbujas requiere una sobresaturación mínima de umbral. Se necesita un tiempo de espera para observar si la sobresaturación aplicada es suficiente para iniciar la nucleación de burbujas. Cuando la sobresaturación no es suficiente para causar la nucleación de burbujas, parte o todo el gas sobresaturado puede difundirse desde el líquido a través de la interfaz gas-líquido antes de reducir aún más la presión para aumentar la sobresaturación. En este artículo, utilizando la segunda ley de difusión de Fick y la ley de Henry, se propone un método analítico para estimar el nivel de sobresaturaciones generadas en tres sistemas gas-líquido a diferentes presiones de reducción. Se estimaron los tiempos característicos de los sistemas gas-líquido para validar si los tiempos de espera utilizados en este estudio están de acuerdo con el modelo de difusión semi-infinita utilizado para estimar las sobresaturaciones generadas.
Descripción
Cuando la concentración de un gas excede la concentración de equilibrio en un líquido, el sistema gas-líquido se denomina sistema sobresaturado. La sobresaturación puede lograrse ya sea cambiando la presión y/o la temperatura del sistema. El gas de un líquido sobresaturado escapa ya sea a través de la nucleación de burbujas que suele ocurrir en la superficie sólida y/o por difusión de gas a través de la interfaz gas-líquido. La nucleación de burbujas requiere una sobresaturación mínima de umbral. Se necesita un tiempo de espera para observar si la sobresaturación aplicada es suficiente para iniciar la nucleación de burbujas. Cuando la sobresaturación no es suficiente para causar la nucleación de burbujas, parte o todo el gas sobresaturado puede difundirse desde el líquido a través de la interfaz gas-líquido antes de reducir aún más la presión para aumentar la sobresaturación. En este artículo, utilizando la segunda ley de difusión de Fick y la ley de Henry, se propone un método analítico para estimar el nivel de sobresaturaciones generadas en tres sistemas gas-líquido a diferentes presiones de reducción. Se estimaron los tiempos característicos de los sistemas gas-líquido para validar si los tiempos de espera utilizados en este estudio están de acuerdo con el modelo de difusión semi-infinita utilizado para estimar las sobresaturaciones generadas.