Cómo la miel fluye a través de una esponja: nuevas ecuaciones ⚡ экспресс
Se derivaron las ecuaciones constitutivas para el flujo de un líquido polar, cuya viscosidad newtoniana depende de la presión, a través de un medio con porosidad variable. Utilizando el promediado volumétrico interno, se obtuvieron las ecuaciones macroscópicas de conservación. Para tener en cuenta la interacción del fluido con la matriz porosa, se introdujo una función de resistencia. El modelo incluye términos generalizados de Darcy y Forchheimer, que describen la contribución de la microestructura de los poros tanto en medios granulares como en consolidados. El sistema de ecuaciones desarrollado puede aplicarse al cálculo de la filtración de líquidos complejos en materiales porosos naturales e ingenieriles.
Deje caer miel sobre una esponja. Esta se desliza perezosamente, rodeando los huecos. Pero si la miel se vuelve más líquida al presionarla, el flujo será más astuto. Un líquido con espesor variable en un laberinto irregular de poros es un problema que no se había podido calcular. Los autores del nuevo trabajo promediaron el caos de los microcanales en ecuaciones sencillas. La principal innovación es una función de frenado: describe cómo el esqueleto poroso se aferra al flujo, como una esponja que retiene un chorro dulce.
Estas ecuaciones se ajustan a los yacimientos de petróleo. Cuando el petróleo se filtra a través de la roca, una predicción precisa aumenta la extracción. El modelo explica por qué en los poros estrechos la fricción convierte el orden del flujo en desorden. Este juego de energía fue descifrado por Ludwig Boltzmann, partiendo de los experimentos de Isaac Newton con la fluidez.
🎯 Las ecuaciones para medios porosos fueron deducidas por primera vez por un ingeniero durante la construcción de fuentes en Dijon: necesitaba que el agua no erosionara la ciudad.