Contribución al estudio de la formación de depósitos de partículas submicrónicas mediante técnicas de simulación discreta

Abstract

Los depósitos de partículas cuyo transporte viene descrito por la ecuación de convección difusión, presentan una densidad variable, dependiente de cual de estos dos mecanismos es más importante. La importancia relativa se describe por el número adimensional de Péclet (Pe). En el caso puramente difusivo(Pe=0), los depósitos son fractales; su densidad disminuye con la distancia a la superficie de depositos. Estos depósitos, son además muyn ramificados y su rugosidad aumenta con el tiempo según una ley de potencias. En el caso balístico (Pe=infinito), la densidad de los depósitos no varía con la altura. Sin embargo, la rugosidad de la interfase crece con el tiempo también según una ley de potencias. El objetivo de esta tesis es describir como cambia la estructura de los depósitos desde la ramificada fractal hasta la compacta, según aumenta el número de Péclet. En primer lugar, se elaboran dos modelos prbabilisticos de movimiento, ceñidos a una malla cúbica, compatibles con la ecuación de convección-difusión, según la interpretación estadistica de ésta. Uno de ellos, basado en el concepto de probabilidades de transición entre celdas, está limitado a números de Péclet bajos (Pe mayor 4). El otro ees la validez general, y el algoritmo separa cada paso temporal en una etapa convectiva y otra difusiva. En segundo lugar, se generan depósitos de partículas simulados y se caracteriza su perfil de densidades, cuantificado por la densidad media que depende del número de Pélet. Esta dependencia se interpreta en términos de un modelo de fractalidad local, introduciendo una escala característica del orden de 1+A/Pe (A es un parámetro de orden unidad). Esta interpretación viene avalada por el colapso de las curvas de conteo pot cajas y delas curvas de perfil de densidades, al referirlas a dicha escala.