Revista Colombiana de Física, Vol 43, No 2 (2011)

Tamaño de la letra:  Pequeña  Mediana  Grande

Optical Method For Liquid Diffusional Coefficients Calculation

A. Cadavid Orozco, J. Garzón

Resumen


Los procesos de transferencia de masa difusivos desempeñan un papel importante en muchos campos de ingeniería, incluyendo el control de la polución y sistemas biológicos, entre otros. Algunas teorías acerca de la transferencia de masa difusiva y el cálculo del coeficiente difusivo no son suficientes para predecir las interacciones entre líquidos y estas teorías poseen notables limitaciones. Debido a la complejidad del fenómeno y a la falta de bases de datos de coeficientes difusivos, es necesario encontrar métodos simples y precisos para determinarlos. En este trabajo, se emplea una t˜Ac cnica que utiliza una arquitectura basada en la proyección de luz estructurada (PLE) para el cálculo del coeficiente difusivo de soluciones de líquidos miscibles transparentes. Se emplean modelos teórico experimentales que integran las áreas de óptica, transferencia de masa difusiva y análisis de imágenes. Se describen fundamentos de difusión utilizando las leyes de Fick. El método de Wiener se estudia en detalle para líquidos que se difunden en una celda de vidrio cristal y se presentan cálculos teóricos y experimentales as˜A como el modelamiento del gradiente de índice de refracción para una solución de sacarosa (0.3g/l) que se difunde a través de agua. Este coeficiente se calcula utilizando métodos estadísticos. Un proceso de esqueletización es introducido para conseguir rápidos y precisos resultados en las mediciones, utilizando herramientas computacionales para el procesamiento de imágenes lo que otorga ventajas notables a la técnica. Este trabajo está basado en las investigaciones de Gaffney y Chau (2001) y se obtienen errores de cálculo de 2.5% respecto a estos autores.

 

Diffusion mass transfer processes play an important role in many engineering applications, including pollution control and biological systems. Some theories related with diffusion mass transfer and diffusion coefficient calculation are not enough to predict interactions between liquids and these theories have remarkable limitations for calculating a reliable diffusion coefficient. Due to the complexity of the diffusion phenomenon and the lack of data basis for these coefficients, it is necessary to find simple and accurate experimental methods todeterminate them. In this work, an architecture consisting on structured light projection technique is implemented to calculate the diffusivity of miscible transparent liquid solutions. The technique here presented uses theorical – experimental models which integrate optics, diffusion mass transfer and image analysis. Fundamentals of diffusion phenomenon are described using the Fick’s laws. Wiener’s method is used for studing the diffusion of two liquids that are inside a crystal glass cell and experimental and theoretical calculation as well as modeling of refraction index gradient is presented for a solution of sucrose (0.3g/l) diffusing through water. This coefficient is calculated using statistical methods. A skeletization process is introduced for getting better and faster results in measurements using computational tools for image processing. This work is based on Gaffney and Chau (2001) investigation and deviations of 2.5% refered to diffusion coeffient obtained by these autors are obtained.


Texto completo: PDF

Refbacks

  • No hay Refbacks actualmente.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 License.

ISSN: 0120-2650

 

Siguenos en:                  

 Seguir a RevColFis en Twitter

 

 Indexada en:

           scopus_120   publindex_182        latindex_75               doaj_logo_new_370   scholar_120_01sparc_75