Caracterización y modelamiento matemático de micro flujos de diferentes mezclas co/n2 a través de capilares en un dispositivo generador de trazas desarrollado por el cdt de gas

Abstract

El monóxido de carbono es un gas de toxicidad elevada que debido a sus propiedades físicas no es detectado por los sentidos humanos, por lo cual se requieren analizadores de monóxido de carbono para determinar su presencia. Debido a que este gas representa un peligro para la salud humana, aun en bajas concentraciones, es de vital importancia mantener la exactitud de los analizadores, por lo que éstos deben ser calibrados periódicamente. En estas calibraciones deben usarse materiales de referencia gaseosos certificados (MRGC). El CDT de gas desarrolló un dispositivo (el Trace Generator Device 2000 -TGD 2000), que permite generar mezclas de gases de calibración mediante la dilución dinámica de un MRGC. El TGD 2000 usa un sistema de capilares como limitadores de flujo para generar los caudales necesarios para la dilución. Existen algunos factores externos que pueden modificar el comportamiento de los microflujos dentro de los capilares. Uno de los principales factores a estudiar es la temperatura puesto que puede influir en el flujo del gas provocando así una alteración en los parámetros establecidos para el generador. En esta investigación se realizó una caracterización del sistema de tres capilares del TGD 2000 (75, constante. Posteriormente, mediante varias simulaciones en el software COMSOL Multiphysics se modeló la influencia de la temperatura sobre los microflujos de CO y N2 evidenciando que ésta provoca alteraciones en el caudal. Se procedió a desarrollar un modelado matemático para calcular el caudal a través de los capilares a temperaturas determinadas. Finalmente, se hizo un estudio experimental en el que se estudió el efecto de los factores temperatura y caída de presión en el capilar sobre la concentración de la mezcla de dilución obtenida, manteniendo fija la composición del MRGC usado.