Separación de gases mediante difusión por presión en una tobera curva

Abstract

La evolución de la concentración de cada especie en una mezcla de gases se puede obtener a través de la ecuación de transporte por difusión, derivada de la teoría cinética de gases. Éste es el problema a resolver en procesos de separación de gases, como son por ejemplo los procesos centrífugos, las toberas curvas y la expansión libre o free-jet. En este trabajo nos enfocamos en la separación de gases que se genera a partir del gradiente de presión obtenido en una tobera curva. Se resolvieron las ecuaciones de Navier-Stokes de flujo compresible utilizando el código FLUENT de volúmenes finitos. Con las soluciones obtenidas se modeló el proceso de difusión de especies a partir de una ecuación constitutiva para los flujos de entrada y salida de los volúmenes finitos, donde se tiene en cuenta el efecto del gradiente de presión. Los resultados se compararon con datos experimentales de concentración de oxígeno en un flujo de aire.