Número de peclet

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Relación entre las tarifas de transporte advectivas y difusivas de un fluido

En mecánica continua, el número de Péclet ( $Pe$ , por Jean Claude Eugène Péclet) es una clase de números adimensionales números relevantes en el estudio de los fenómenos de transporte en un continuo. Se define como la relación entre la tasa de advección de una cantidad física por el flujo y la tasa de difusión de la misma cantidad impulsada por un gradiente apropiado. En el contexto de transferencia de especies o masa, el número de Péclet es el producto del número de Reynolds y el número de Schmidt ( $Re \times Sc$ ). En el contexto de los fluidos térmicos, el número de Péclet térmico es equivalente al producto del número de Reynolds y el número de Prandtl ( $Re \times Pr$ ).

El número de Péclet se define como:

mathrm {Pe} ={dfrac {mbox{advective transport rate}}{mbox{diffusive transport rate}}}

Para la transferencia de masa, se define como:

mathrm {Pe} _{L}={frac {Lu}{D}}=mathrm {Re} _{L},mathrm {Sc}

Dicha relación también se puede reescribir en términos de tiempos, como una relación entre los intervalos temporales característicos del sistema:

{displaystyle mathrm {Pe} _{L}={frac {u/L}{D/L^{2}}}={frac {L^{2}/D}{L/u}}={frac {mbox{diffusion time}}{mbox{convection time}}}}

Para ${displaystyle mathrm {Pe_{L}} gg 1}$ la difusión ocurre en mucho más tiempo en comparación con la convección, y por lo tanto este último de los dos fenómenos predomina en el transporte masivo.

Para la transferencia de calor, el número de Péclet se define como:

mathrm {Pe} _{L}={frac {Lu}{alpha }}=mathrm {Re} _{L},mathrm {Pr}.

donde $L$ es la longitud característica, $u$ la velocidad del flujo local, $D$ el coeficiente de difusión de masa, $Re$ el número de Reynolds, $Sc$ el número de Schmidt, $Pr$ el número de Prandtl y $α$ la difusividad térmica,

alpha ={frac {k}{rho c_{p}}}

donde $k$ es la conductividad térmica, $ρ$ la densidad y $c p$ la capacidad calorífica específica.

En aplicaciones de ingeniería, el número de Péclet suele ser muy grande. En tales situaciones, la dependencia del flujo de las ubicaciones aguas abajo disminuye, y las variables en el flujo tienden a volverse 'unidireccionales' propiedades. Por lo tanto, cuando se modelan ciertas situaciones con números de Péclet altos, se pueden adoptar modelos computacionales más simples.

Un flujo a menudo tendrá diferentes números de Péclet para el calor y la masa. Esto puede conducir al fenómeno de doble convección difusiva.

En el contexto del movimiento de partículas, el número de Péclet también se ha denominado número de Brenner, con el símbolo $Br$ , en honor de Howard Brenner.

El número de Péclet también encuentra aplicaciones más allá de los fenómenos de transporte, como medida general de la importancia relativa de las fluctuaciones aleatorias y del comportamiento medio sistemático en sistemas mesoscópicos

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