Comparación entre discretizaciones en enfoques integrales y diferenciales de balances de materia y energía en geometrías esféricas: Aplicación a la absorción de hidrógeno en partículas de LaNi5

MAUREN FUENTES MORA; DIEGO G. OLIVA; PIO A. AGUIRRE; JAVIER A. FRANCESCONI

Bahia Blanca

Congreso; CAIQ2017-IX Congreso Argentino de Ingenieria Quìmica; 2017

AAIQ Asociación Argentina de Ingenieros Químicos

En el presente trabajo se abordan aspectos relacionados con la resolución demodelos matemáticos de procesos que se resuelven utilizando métodos de discretización en las formas diferenciales e integrales. Los modelos se basan en ecuaciones de balances de masa. Se toma como volumen de control una partícula de forma esférica. El ejemplo de aplicación, que se ha elegido para probar las resoluciones, está relacionado con la absorción de hidrógeno en materiales formadores de hidruro (MFH) como el LaNi5. En el modelo integral se definen variables promedio en volúmenes discretos, siendo, en este problema enparticular, suficiente utilizar cuatro volúmenes para lograr aproximaciones satisfactorias.En cuanto al modelo diferencial, basado en las ecuaciones clásicas en derivadas parciales para geometría esférica, se requirió de un exhaustivo análisis de la cantidad de intervalos discretos, alcanzando veinte intervalos para el mismo grado de aproximación. Estas diferencias tienen su origen principalmente en las hipótesis realizadas al discretizar las ecuaciones en derivadas parciales, hipótesis que no son necesarias en el enfoque integral.Una ventaja alternativa del enfoque integral es la simplicidad para formular las condiciones iniciales y condiciones de borde. Para este ejemplo un ahorro de tiempo computacional del 88% es logrado usando el método integral para 20 discretizaciones.