propiedades opticas para el diseño de los sistemas fotocataliticos ...

Uno de los problemas claves, en este tema, es la correcta evaluación de la energía
radiante dentro del reactor fotocatalítico y, en consecuencia, su adecuada aplicación en los
distintos estudios cinéticos realizados hasta el momento. Para llevar a cabo la evaluación de la
velocidad de absorción de energía radiante, se debe resolver la ecuación de transferencia
radiativa (ETR) que requiere el conocimiento de las características de absorción y
“scattering” de la suspensión sólido-fluido empleada, como una función de la longitud de
onda de la radiación [2, 3]. De allí que el principal objetivo de este trabajo es evaluar las
propiedades ópticas, es decir los coeficientes volumétricos de extinción, absorción y
“scattering” y la función de fase de diferentes fotocatalizadores comerciales de dióxido de
titanio en suspensión acuosa.
SOLUCIÓN DE LA ETR PARA SISTEMAS HETEROGENEOS
Una forma muy simple de la ecuación de transferencia radiativa se ha usado
ampliamente en el campo de la espectroscopía. Para un medio homogéneo y de baja
concentración sobre el cual incide un haz colimado de radiación, la ecuación toma la forma
bien conocida de Lambert. Para el caso general, la ETR toma la forma siguiente:
dI
λ,
Ω
( x, t)
ds
+ κ ( xt , ) I ( xt , ) + σ ( xt , ) I ( xt , )
λ λ, Ω
λ λ,
Ω
ABSORCION
OUT - SCATTERING
σ ( xt , )
π
∫
λ
4 Ω'
= 4π
( → )
p Ω' Ω I ( x, t) dΩ'
IN - SCATTERING
λ, Ω'
=
(1)
Notar que en un dado punto en el espacio ( x ) , la intensidad de radiación está definida
para una dada longitud de onda (λ) y una dirección ( Ω ) ; p( Ω' → Ω)
es una función de
distribución del scattering que es necesaria para tener en cuenta el múltiple scattering. Los
coeficientes de absorción y de scattering, κ y σ respectivamente, son funciones fuertes de la
longitud de onda y la concentración del sólido. Para moderadas cargas de catalizador,
prevalece el scattering independiente y la dependencia de los coeficientes de absorción y de
scattering con la concentración de sólidos es lineal. La solución de la ETR es sumamente
complicada por su forma integro-diferencial; el caso más sencillo de resolver es el
correspondiente a una geometría rectangular.
SELECCIÓN DE LA FUNCIÓN DE FASE PARA EL SCATTERING
Para la resolución de la ETR se necesita conocer la función de fase. En la literatura, se
han propuesto varios modelos. La caracterización experimental, tridimensional de la función
de fase es sumamente difícil. Se propone aquí una manera de determinar la función de fase.
Esta consiste en la medición de los flujos de radiación que emergen de las paredes de un
reactor de caras planas paralelas (Figura 1) y la comparación estos resultados con las
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