Modelo de difusión de CO2 en hidrocarburos confinados en tubos capilares cuadrados

Este viernes 27 Damelys Zabala defenderá su tesis doctoral en Ingeniería titulada Modelo de difusión de CO2 en hidrocarburos confinados en tubos capilares cuadrados.

El jurado evaluador está integrado por los profesores Armando Blanco (USB) como presidente, Aura López (USB – Tutora) como principal interno, Carlos Nieto (IFP-Francia) como principal externo, José Papa (USB) como interno suplente, y Zulay Marina Niño Ruiz (UC) como externo suplente.

La defensa será a las 9:30 de la mañana en la sala del Departamento de Termodinámica, ubicada en el segundo piso del edificio de Energética.

Resumen del trabajo:

Se modeló la transferencia de masa en un líquido contenido en tubos capilares de vidrio, resolviendo numéricamente un modelo matemático de difusión unidimensional y transitoria con frontera móvil. Debido a su relevancia en el modelo, para estimar el coeficiente de difusión se utilizó las correlaciones empíricas y la técnica de simulación molecular. Los resultados del modelo se validaron con datos experimentales de ascenso de la interfase líquido-gas.

Estos resultados experimentales se obtuvieron de ensayos donde se inyectó CO2 por la parte superior de un capilar, donde se encontraba alojado n-decano líquido. Los resultados obtenidos muestran que la velocidad de ascenso de la frontera es mayor en
el capilar cuadrado y que el modelo se puede ajustar definiendo un parámetro de relación de flujos hidrocarburo/CO2 variable en el tiempo, que en el caso del capilar cuadrado presenta la contribución de la presencia de la esquina con una   relación de flujos
negativa, cuyo significado es que los filamentos de líquido que se forman en la esquina del capilar cuadrado, inducen el movimiento del hidrocarburo en sentido opuesto al desplazamiento del CO2.

Este hallazgo se extendió para los experimentos realizados por otro autor en n-heptano, n-octano y n-decano a otra presión y temperatura, y se encontró la misma tendencia. El efecto convectivo inducido por la esquina se incrementa y puede desplazar el líquido en el seno de la fase para las condiciones de presión y temperatura que aumenten la concentración de saturación del soluto y para las cadenas de hidrocarburo más pequeñas. Las máximas desviaciones encontradas en la posición de la interfase en
capilar cuadrado fue 10,8%, para CO2/n-octano y de 8,3% para CO2/n-heptano, ambas a 25?C  y 1000 kPa, esta última contrasta con la desviación (33%) para el mismo caso, reportada por De Freitas (2005) con un modelo con solución  analítica.

Palabras clave: difusión de CO2, capilares cuadrados, frontera móvil.