Cómo la miel fluye a través de una esponja: nuevas ecuaciones ⚡ экспресс
Para líquidos polares (por ejemplo, soluciones coloidales) con viscosidad dependiente de la presión, se construyó un modelo de flujo en un medio poroso de estructura variable. Mediante el método de promediado volumétrico se derivaron ecuaciones, a las que se añadieron una función de resistencia y términos generalizados de Darcy (fricción viscosa) y Forchheimer (efectos inerciales). Esto recuerda al cálculo del flujo de gelatina a través de un bote lleno de frijoles: importan tanto la espesura de la gelatina como los espacios entre los granos. El resultado es aplicable a la filtración en membranas, suelos y yacimientos petrolíferos.
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.