3Eva_IIT2014_T3 Advección-difusión

3ra Evaluación II Término 2014-2015. 10/Marzo/2015. ICM00158

Tema 3. La ecuación de advección-difusión se utiliza para calcular la distribución de la concentración que hay en el lado largo de un reactor químico rectangular,

\frac{\delta c}{\delta t} = D \frac{\delta^2c}{\delta x^2} - U\frac{\delta c}{\delta x} - kc

Donde:
c=concentración (mh/m3),
t= tiempo (min),
D=coeficiente de difusión (m2/min),
x= distancia a lo largo del eje longitudinal del tanque (m),

donde x=0 en la entrada del tanque,
U =velocidad en la dirección de x (m/min) y
k = tasa de reacción (1/min) con la que el producto químico se convierte en otro.

Desarrolle un esquema explícito para resolver esta ecuación en forma numérica. Pruébela para k=0.15, D=100 y U=1, para un tanque con una longitud de 10 m. Use Δx=1 m, y un Δt=0.005.

Suponga la concentración del flujo de entrada es de 100 y la concentración inicial en el tanque es de cero.

Realice la simulación de t=0 a 100 y grafique las concentraciones en cada tiempo versus x. (Solo dos iteraciones)