Abstract:
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Se presenta un estudio de estabilidad analítico del desarrollo de la convección
natural en un medio poroso de configuración geométrica horizontal, saturado
por una mezcla fluida binaria, es decir, por una mezcla de dos sustancias no
reactivas. El material poroso está confinado entre dos placas metálicas
horizontales de espesor uniforme, sometidas a un flujo de calor constante. Las
paredes verticales son consideradas adiabáticas e impermeables.
El objetivo es determinar el efecto de las placas en el proceso de convección.
Se obtiene el valor crítico del parámetro adimensional de Ra, cuya expresión es
sensiblemente dependiente del espesor relativo de las placas conductoras, la
ratio de conductividades entre placas y medio poroso, el factor de separación de la mezcla 𝜑 y el número adimensional de Lewis. En el caso particular de
Kc=0, se puede encontrar la expresión analítica del parámetro crítico de
Rayleigh en función de las variables mencionadas. Obteniendo
Ra = 12(1+2d(delta))/[1+𝜑+𝜑Le+2𝜑Le(delta)d] para 𝜑 > 𝜑mono. Por otro lado, en el caso del flujo
mono celular, se deduce la expresión de la separación en función del número
de Rayleigh, observando un valor máximo que corresponde a la combinación
óptima entre los efectos de convección y termodifusión dados los valores de d,𝜑, (delta) et A. |