transferencia de masa convectiva

Correlaciones para torres empacadas Las torres de relleno o empacadas (“packed columns”) son equipos cilíndricos verticales que contienen un relleno aleatorio de partículas con una forma específica (anillos Rashing, anillos Pall, monturas Intalox y otros) o un relleno estructurado para crear una elevada area de interfase entre una corriente líquida y una corriente de gas que intercambian materia. Muchas de estas correlaciones no son fáciles de usar ya que requieren datos de numerosas propiedades tanto del material de relleno como de los fluidos en contacto. v = velocidad promedio del fluido. Myriam Villarreal 1 TRANSFERENCIA DE MASA POR CONVECCION Es la transferencia de materia que se realiza entre una superficie sólida y un fluido en movimiento o entre dos fluidos inmiscibles en movimiento. Los otros dos grupos 7C podrían ser determinados de la misma manera, obteniéndose 2= Dv DAR Y x — fi pD „ =S el cuál es llamado número de Schmidt. La fuerza impulsora global referida a la fase gas (y* y) puede expresarse en la forma siguiente, ∗ − = (0 − ) + ( ∗ − 0 ) Ahora bien, el segundo sumando se puede escribir en términos de la fuerza impulsora individual para la fase líquida, ∗ − 0 = ( − 0 ) Consiguientemente, ∗ − = (0 − ) + ( − 0 ) 22 [21] Tema 3. Sobre nosotros; s/m2 Solución: A= Etanol B= Aire T= P= R= Maire = v= D= PA 1 = 298 700 62.364 29 0.9 7.5 0.075 59 K mm Hg mm Hg m3/kmol K rrils cm mm Hg 60 PA2 = 25 mm Hg T1 = 273K P1 = 760 mm Hg DAR] = 1.0200E-05 m2/s DAR = 1.2630E-05 m2/s Paire = 1.8490E-05 N s/m2 Paire = 1.0923 lb/pie3 P FM 4,, RT Movimiento del Fluido.- Dentro de tubos circulares. Asumiendo que la transferencia a través de la película estacionaria sólo tiene lugar en la dirección z perpendicular a la interfase, que no hay reacción química y que las propiedades físicas y de transporte son constantes, la ecuación de conservación de A en régimen permanente es, 0 = = . Algunos de los mismos parámetros, junto con algunos números adimensionales recién definidos, serán útiles en la correlación de datos de transferencia de masa por convección. PIM _(P22 — Ps1.) Unidad 5 Transferencia convectiva de masa. Segunda edición. difusividad de momento = Se = difusividad de masa (3.5) AB P D AB La relación de la difusividad térmica y la difusividad molecular de masa se denomina número de Lewis a difusividad térmica = Le — difusividad de masa »AB (3.6) P Cp D AR El número Lewis se encuentra cuando un proceso involucra la transferencia simultánea de masa y energía por convección. Por consiguiente, vo, Aquí: h _f pvo,Cp 2 h es el coeficiente de transferencia de calor. Para que el fluido tenga un flujo convectivo se requiere que pase sobre otro fluido en el que sea inmiscible, o sobre una superficie sólida. Con estos coeficientes, la evaluación del flujo de masa requiere conocer o calcular previamente la fracción molar del componente en la interfase. A esta temperatura y presión, la la difusividad del dióxido de carbono en el aire es de 1.5 x 10-5 m2/s y la viscosidad cinemática del aire es 1.55 x 10-5 m2/s. Para evitar tener que operar con concentraciones en la interfase se emplean los coeficientes globales de transferencia de masa. En esta sección se considerarán varias analogías entre los fenómenos de transferencia que se han propuesto a causa de la similitud en sus mecanismos. Course Hero is not sponsored or endorsed by any college or university. 5.3. escoamento laminar ao longo da superfÍcie de uma placa plana: escoamento turbulento ao longo da superfÍcie de uma placa plana: cÁlculo do coeficiente de transferÊncia de masssa convectiva:, 0,664 re 12 sc 13 d k l sh ab ml , 0,036 re 0,8 sc 0,33 d k l sh ab ml escoamento laminar no interior de um tubo: 1 3 re Reynolds postuló que los mecanismos para la transferencia de momento, energía y masa eran idénticos. fracción molar de A de equilibrio con una fracción molar de A en fase gas y, esto es, x* =y/HA (ver Figura 6). 4.6.2. La figura 5 muestra cómo han de ser cualitativamente los perfíles de fracción molar en ambas películas en los dos casos posibles: transferencia desde la fase gas hacia la líquida (absorción) y transferencia desde la fase líquida a la fase gas (desorción o “stripping”). (Rangel, 2009). Transferencia convectiva de masa Si se satisface la ley de Henry en todo el intervalo de fracciones molares involucrado, la curva de equilibrio será una recta de pendiente HA en el plano y-x. 17 En realidad su teoría fue concebida para describir el contacto entre dos fluidos, como en la figura 2. Asumiendo despreciable la contribución convectiva inducida, el flujo en la interfase es 0 = = − 18 Tema 3. Transferencia convectiva de masa La velocidad de transferencia de masa entre dos fases fluidas se expresará en términos de unos nuevos coeficientes llamados coeficientes globales de transferencia de masa. Es de vital importancia conocer estas operaciones, ya que es muy raramente que un proceso químico no, requiera previamente tratar, purificar, separar sus materias primas y/o productos terminados. Segunda edición Al principio, la concentración del gas disuelto en el remolino es CA0 invariablemente; se considera que internamente el remolino está estancado. Esto es aplicable para la transferencia de masa mediante remolinos turbulentos de gases. coeficiente global de transferencia referido a la fase líquida. Suceden situaciones similares mientras se forman gotas y burbujas en boquillas y cuando las superficies líquidas se ondulan o agitan. Flujo del fluido 2. 10 En la región turbulenta adyacente a la de transición, la mayor parte de la transferencia ocurre por difusión turbulenta, con una porción pequeña causada por difusión molecular. Mc Graw Hill. Ley de Fick para la difusión molecular. New York. Una aplicación a los casos en los cuales el líquido esté en movimiento turbulento, como en la figura 2b, muestra un remolino b que asciende desde las profundidades turbulentas del líquido y que permanece expuesto un tiempo e a la acción del gas. Vidj. 1 4 P,DA. El líquido A moja completamente la superficie, que es un papel secante humedecido con este líquido, y por tanto la presión parcial de A en la superficie corresponde a su presión de vapor a 25 °C, que es 0.20 atmósferas. Más información. Es análoga a la ecuación que define el coeficiente convectivo de transferencia de calor, 9-=hAT A 2.2 (2.2) Coeficientes de transferencia de masa Se debe tener claro la forma como se define el coeficiente de transferencia de masa a fin de utilizarlo apropiadamente, puede estar definido para un lugar particular sobre la superficie límite de la fase. 5.1 Analogía de Reynolds El primer conocimiento del comportamiento análogo de masa, calor y momento fue reportado por Osborne Reynolds en 1874. 1 cal = 4,186 Joule. Durante el tiempo 0,1a partícula líquida está sujeta a difusión en estado no estacionario o penetración del soluto en la dirección z; como aproximación, puede aplicarse la ecuación 2.15 acA = DABa2cA as az2 (2.15) Cuando hay tiempos cortos de exposición y una difusión lenta en el líquido, las moléculas de soluto en solución nunca pueden alcanzar la profundidad zb, correspondiente al espesor del remolino; por ello, desde el punto de vista del soluto, zb es básicamente infinito. Hay entonces una transición gradual en esta región S-7 7 entre una transferencia que se verifica principalmente por difusión molecular en un extremo basta la que es de tipo turbulento, en el extremo opuesto. El valor de es variable, cercano a cero en la interfaz o . 15 Tabla 3 Ecuaciones de velocidades pan líquidos Caso I Caso II Difusión de A a Contradifusión través de B que no equimolal Unidades del coeficiente se difunde N A =kL ACA NA = N A =kx4X A NA = ;CL AC A moles transferidos área-tiempo-mol/vol moles transferidos área-tiempo-fracción mol TREYBAL, R. E. (2000). Transferencia de masa: La transferencia de masa puede implicar el movimiento de solutos (por ejemplo, en la evaporación) o detener el movimiento de solutos (por ejemplo: precipitación). En un punto, la fracción molar de A en la interfase líquido-gas es 2.0 x10-5 en la fase líquida. Esto conduce a la relación DAR d dY A — C As ) m) Esta relación puede ser reacomodada en la siguiente forma: d (C A —C A )/dy ro (C A —c As ) 28 Multiplicando ambos lados de ecuación anterior por una longitud característica, L obtenemos la siguiente expresión adimensional: dy d (C.A — C As )I DAB ' As — C A. de diámetro interior. Al igual que el coeficiente de transferencia de calor están relacionados con las propiedades 12 del fluido, las características dinámicas del fluido que fluye y la geometría del sistema específico de interés. Aunque su analogía tiene aplicación limitada, sirvió como base para búsqueda de mejores analogías y se ha utilizado con éxito para analizar los fenómenos complejos de la aerodinámica en la capa límite. (Treybal, 2000) 2.7.4 Teoría combinada de renovación de la superficie de la película Dobbins se interesó en la rapidez con que absorben oxígeno los arroyos y ríos en movimiento; señaló que la teoría de la película (la, a Dile) 20 supone que los elementos superficiales están lo suficientemente expuestos para que el perfil de concentración dentro de la película sea característico del estado estacionario; asimismo, indicó que las teorías de penetración y de renovación de la superficie (lec a D"AB) suponen, por el contrario, que los elementos superficiales se encuentran a una profundidad infinita y que el soluto, que se está difundiendo, nunca alcanza la región inferior de concentración constante. Transferencia convectiva de masa entre dos fases fluidas En los apartados precedentes se ha estudiado la transferencia convectiva de masa entre una interfase y el seno de un fluido. La transferencia de masa se puede llevar a cabo únicamente por la diferencia de concentraciones (difusión) o por el movimiento global del fluido (convección). Determine el valor del coeficiente de transferencia de masa del CO2 que se sublima en el aire que fluye bajo las condiciones del experimento. Considérese pues la transferencia de masa de un componente A entre una fase gas G, donde la fracción molar del componente A es y y una fase líquida L donde dicha fracción molar se expresa como x. Nótese que, de aquí en adelante, para simplificar la notación no se incluirá el subíndice A en las expresiones de fracción molar. La determinación del coeficiente de transferencia de masa no es una tarea simple. Operación De Transferencia De Masa; Tablas Treybal PARA T. Convectiva. En un punto de la columna la presión promedio de etanol vapor es de 25 mm Hg. Esto se debe a que los remolinos que contienen soluto se mueven con rapidez de una parte de fluido a otra, transfiriendo cantidades relativamente grandes de soluto. En la correlación de los datos de transferencia de calor por convección, fueron importantes los números de Prandfi y de Nusselt. Es de vital importancia conocer estas operaciones, ya que es muy raramente que un proceso químico no requiera previamente tratar, purificar, separar sus materias primas y/o productos terminados. 5.1. Las separatas que el autor ha venido utilizando y brindando al estudiantado durante muchos años, han sido mejoradas a través del tiempo incorporando cada vez conocimientos actualizados sobre la materia, lo que redunda en un beneficio para los alumnos que cursan dicha asignatura y que ha permitido al autor definir el contenido del presente texto. Mc Book Interamericana. Para lograr separar los componentes de una solución será necesario poner esta solución en contacto con otra fase insoluble, la rapidez con la que se transfiera un componente de una fase a otra será proporcional a un coeficiente que será llamado coeficiente de transferencia de masa y dependerá también del grado de desviación del sistema del equilibrio. Se pueden visualizar tres regiones de transferencia de masa. Para nuestro caso n = 6, r = 3, por lo tanto el número de grupo de adimensionales para este problema será tres. Operaciones con Transferencia de Masa. mecánica se mide a partir del peso de los cuerpos y su altura de caída, y. el calor mediante la masa de agua y la elevación de su temperatura. Transferencia de masa convectiva y entre interfases. f es el factor de fricción. [email protected] Tanto el aire como el alcohol están a 25 °C, la presión total es de 700 mm Hg. La energía. burbujas de gas puro Incluso algunas de las publicadas son específicas de la operación que se lleva a cabo en la columna empacada (destilación, absorción). Solo cuando el sistema alcance el equilibrio cesará la transferencia del componente. Tales como densidad, viscosidad, etc. La presión parcial de A en la fase gas es 0,08 atmósferas. Course Hero member to access this document, 4.2-ESTRATEGIAS-BASICAS-JUST-IN-TIME.pptx, Procesos extractivos quimicos y de la construccion Control semana 4 Xavier Rios.docx, Cinética de iones ferricos con yoduros.pdf, ACTIVIDAD 1 - CAMBIO ORGANIZACIONAL Y GESTION ESTRATEGICA.docx, Instituto Tecnologico de Matamoros • ART MISC, Universidad Nacional Autónoma de México • QUIMICA CINETICA, Santiago Christian School • WORLD LIT 101, Universidad Nacional Autónoma de México • FQ 1308, Technological Institute of Toluca, Metepec, Tema 4 - 4.2 Entropía y su expresión matemática.pptx, National Polytechnic Institute • QUÍMICA 5563, National Open and Distance University • INGENIERIA 100404, Universidad Nacional de Ingeniería • INGENIERí PQ 423, Technological Institute of Toluca, Metepec • DEPARTAMENTO DE QUIMICA NA, National Polytechnic Institute • TERMODINAMICA 101,203, Copy of Chapter 16 Specific Heat and Heating Curve Homework.pdf, 158 What marks particular attendants of the holiday as members of their forest, either binary like employment status or non negative like hours worked weeks, IF This is then modulated by the analog RF quadrature modulator to create a SSB, 233 Ganglion cells Cells in the visual system that integrate impulses from many, Establishing a trustworthy relationship.docx, The Recording Process Chapter 2 Same as above 4 The Recording Process Chapter 2, CHCCCS023 Learner workbook Version 1.1 (1).docx, WEEK 1-2 DOLORKELLYGRACE HUMSSA ENTREPRENEURSHIP.pdf, Cabeza Inspección Microcefalia Cinta Documentar la simetría de la cabeza Cara. Puesto que el término de flujo total N A -i-NB de la ecuación 2.13 es cero para la contradifusión equimolal, F = k ty (gases), y F = k' x (líquidos). Distancia, z Figura 1 Teoría de la película TRE'YBAL, 1L E. (2000). (Líquidos solamente) Rango.- Ecuación.- Re' = 750 a 12000 Sc = 1000 a 3000 = 0,281Re'ms4 38 Rango.- Re' = 0,1 a 105 Pr = 0,7 a 1500 Ecuación.- Nu = (0,35 + 0,34 Retu2 + 0,15 Re'"8 )Pr" Movimiento del fluido.- A través de esferas individuales. Esto, por supuesto, infiere que no pueden ocurrir reacciones químicas. Pra Msol Número de Grashofl(*) gi3Ap ( PeD = 2 IV C lv pp lv — = Re Pr = " k a P D AR Número de Stanton F Sh Sh — = Sto — — Re Sc Pe» cv = F = kGPBmM pv GM = Si BSC2/3 = g1313At Número de Péclet Re Sc = k Gm 8 Número de Grashof Gra Número de Stanton 7 n m AB p Número de Péclet 6 hl k xycBm1 " /l'AB Gr = Nu = DAR k' RTI = Dn 5 CP fi = k a = Nu Nu h — = Re Pr PeH CB vp k'G P Gm = Sin PM TREYBAL, R. E. (2000). Puede ocurrir que el movimiento se efectúe en régimen laminar o turbulento. 8.0975E-06 kmol/s m2 ShD AB P pe„,RTD Ar A = kG(PAl - P A2)) 62 CAPÍTULO V ANALOGÍAS ENTRE TRANSFERENCIA DE MASA, CALOR Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO Las analogías entre la transferencia de masa, calor y momento tiene su origen tanto en la descripción matemática de los efectos como en los parámetros fisicos usados para la descripción cuantitativa. El espesor de la película ficticia del modelo de la película ha de ser algo mayor que el de la subcapa laminar tal como se muestra en la Figura 4, ya que la resistencia que opone a la transferencia de masa por difusión molecular en esa película debe ser igual a la que oponen las tres regiones citadas que realmente existen. El dióxido de carbono se sublima en la corriente de aire con un flujo de 2 mis a una velocidad de liberación total de 2.29 x 104 mol/s. La variación de densidad puede ser debida a las diferencias de temperatura o a las diferencias de concentración relativamente altas. Our partners will collect data and use cookies for ad targeting and measurement. Transferencia convectiva de masa 4. movimiento se denomina transferencia convectiva de masa. Course Hero uses AI to attempt to automatically extract content from documents to surface to you and others so you can study better, e.g., in search results, to enrich docs, and more. 63 La similitud entre los fenómenos de transferencia y, de acuerdo con ello, la existencia de analogías, requiere que se presenten las siguientes condiciones dentro del sistema: Las propiedades físicas son constantes. 1.2 Ley enfriamiento de Newton y resistencia convectiva. Otra correlación que, probablemente, es mejor es la siguiente 0,70 1/3 = 3,6 ( ) ( )−2,0 [14] No obstante, si se conociesen valores de los coeficientes volumétricos de transferencia de masa para el gas kCGa y para el líquido kCLa siendo a la superficie específica del relleno (100-1000 m2/m3), estos valores podrían usarse para estimar los coeficientes en otras condiciones de operación o incluso otras especies que se transfieran usando las siguientes relaciones, ∝ 0,67 (/ )0,8 (/ )0,5 ∝ 0,5 (/ )0,75 donde L (kg/m2s) y G (kg/m2s) son los caudales másicos de líquido y gas por m2 de sección transversal de torre, DL y DG (m2/s) son las difusividades del componente que se transfiere a través de la fase líquida y de la fase gas respectivamente y ρL y ρG las densidades de la fase líquida y de la fase gas. Mecanismos de Transferencia. Transferencia convectiva de masa La ecuación de transferencia a través de la película de gas será entonces, 0 = (0 − ) donde y0 es la fracción molar de A en la interfase. Transporte de masa en extracción fase sólido-líquido Procesos industriales Introducción a la Reología de los alimentos Medical Physics Balance de Materia y Energía Revista RECITEIA Vol 7 No.2 Liofilización de Alimentos Revista RECITEIA Vol 10 No.2 Revista RECITEIA Vol 7 No.1 INGENIERÍA DE BIOPROCESOS 3ª EDICIÓN (Rangel, 2009) 2.3 Caso 1: Transferencia de A a través de B que no se transfiere En este caso se cumple que Ng = 0, esto es NAYNA+NB) = I gases: N A= kG(P 1:1 A2) NA= ky(Y Al --3 42) N4 = k c (C41 - CA2) líquidos: N A= k x(ic Al - xA2) (2.6) k L (CA, - CA2 ) (2.7) NA 2.4 Caso Contradifusión equimolal En este caso se cumple que NA = -NB, esto es N401-4+NB) = Go gases: N A= k c(P - P A2) (2.8) 13 NA = k Al" Y A2) (2.9) NA = k' c(C -c42) (2.10) líquidos: NA= k' x(x - x A2) (2.11) NA=k'L(Cm -c42) (2.12) Los coeficientes de las ecuaciones anteriores son generalmente útiles sólo para rapideces de transferencia de masa bajas. Segunda edición Esto se muestra en la figura 3. En muchos casos, la velocidad de difusión es lenta y se desea una transferencia más rápida. agua(27 °C) = 1 .0 g I cm' aagua(27 °C)= 0.871 cP DAB = 1.3 x10-5 cm2 I S CA, = 0.03 gmol I II D = 2 = 0.036 (Rer25 Solución: A= B= Ac. (Geankoplis, 1998). 5.2 Analogía de Prandtl Prandtl en 1910, junto con Taylor, modificaron la analogía de Reynolds, al dividir el transporte de masa calor o momento dentro de una tubería en dos zonas: una zona cerca de la pared, donde el flujo es laminar y donde los fenómenos de transporte ocurren a escala molecular, y la otra es la región de transición y de turbulencia. Descarga. La condición de equilibrio en la interfase se obtiene a través de la ley de Henry, 0 = (0 )0 [15] donde HA(T0) es la constante de Henry para la solubilidad de A evaluada a la temperatura de la interfase que suele ser muy parecida a la temperatura media de la fase líquida ya que la conductividad térmica de un líquido es muy superior a la de un gas. Transferencia convectiva de masa. End of preview. Si se divide 712 entre 7t3, se obtiene . Capa Slip« fiCial Figura 4 Teoría de estiramiento superficial TREYBAL„ R. E. (2000) Operaciones con Transferencia de Masa New York Mc Graw-Hill Book Interamericana. Sin embargo, las cantidades minúsculas de porciones de fluido adyacentes no siempre tienen concentraciones parecidas. Para lograr separar los componentes de una solución será necesario poner esta solución en contacto con otra fase insoluble o parcialmente insoluble, la rapidez con la que se transfiera un componente de una fase a otra será proporcional a un coeficiente que será llamado coeficiente de transferencia de masa o coeficiente de rapidez de transferencia de masa y dependerá también del grado de desviación del sistema del equilibrio. La etapa inicial para aplicar el método de Buckingham requiere un listado de las variables significativas en un determinado problema. Si las variables centrales son DAB, 13, y D, los tres grupos pi que se formarán son D B pb Dekc 7(2 =Dd4BPeDiv z3 =DigiB ph Di p Substituyendo las dimensiones para rt rr,=Dfful ph Inc a b = (f t ) (7 3 (t) 33 si se igualan los exponentes de las dimensiones fundamentales por ambos lados de la ecuación, se tiene L: O = 2a — 3b + c + 1 t: 0 — a — 1 M:0 = b Solucionando estas ecuaciones resulta, a=-1 b=0 y c=1 por lo tanto keD DAR que es el número de transferencia de masa de Nusselt o de Sherwood. Los valores medidos bajo un nivel de rapidez de transferencia deben convertirse a F, a fin de utilizarlos con la ecuación N4 CA, NA F In N A NB CT NA — NA -ENB NA (2.13) NA± NB Cr 2.5 Relaciones entre los coeficientes de transferencia de masa Para obtener la relación entre F y las k, obsérvese que para los gases, por ejemplo, F reemplaza a DABP/R T z y que kG reemplaza a DABP, / RT z PBm . ¿QUÉ ES? 3 g ji ) A PA PD AB L3 p g A p A j — fi2 = Gr As 36 El resultado del análisis dimensional de transferencia de masa por convección natural indica una correlaciona de la forma Sh =f// (Gr AB, Se) 4.3 Correlaciones para transferencia de masa convectiva Movimiento del fluido.- Dentro de tubos circulares (gases) Rango .- Ecuación .- Re = 3000 a 60000 Sc = 0.6 a 3000 ID = 0.023RemI7 Sh = 0.023Re° 83 SCM4 Rango .- Ecuación .- Re = 10000 a 400000 Sc = >100 ID = 0.0149Re'12 Sh = 0.0149Rel88 Scus Movimiento del fluido.- Flujo no confinado paralelo a placas planas Rango .- Rex = 5 x 105 a 3 x 107 Pr = 0,7 a 380 37 Ecuación .Rango.- Ecuación .- Nu = 0,037Re1" Pr °'43(pr pri)1/4 Re, = 2 x 104 a 5 x 105 Pr = 0,7 a 380 Nu = 0,0027 Re, Pr °'43(Pr / Pri )114 Movimiento de fluido.- Flujo de un gas confinado paralelo una placa plana en una tubería. apuntes tabla relaciones entre los coeficientes de transferencia de masa ecuachin de rapidez difusién de unidades del coeficiente contradifusion través de. -\ \ 11 CAPÍTULO II CONCEPTOS BÁSICOS Y DEFINICIONES 2.1 Transferencia de masa por convección En la transferencia masa debida a la difusión molecular, es un proceso resultante de un gradiente de concentración. (Gases y líquidos) Rango.- Sc = 0,6 a 3200 Re" Scu2 = 1,8 a 600000 Ecuación.- Sh = Sho + 0,347(Re"sc1/2)0,62 2 + 0,569(Gr0Sc)°25 GrDSc 108 Sc = Sc — 786.322 p Re = Re = 19375.4021 Re*Scm = 543314.052 D AB Dvp 11 2 GrD= GrD = gD3pAP( P) 500542.2451 GrD * Sc = 3.94E+08 Sho = 96.0825 Sh = 1343.6414 XA1 = 0.1000 XB1 0.9000 XA2 0.0000 XB2 = 1.0000 xum 0.9491 = 3.3451E+00 xav — ( X32 X ) !DPI] Xm lbmol/h pie2(lbmol/pie3) kL =-- ShDAB x Bm D 53 4.4.6 Ejemplo 4.6 Al estudiar la transferencia de materia en lechos fijos de sólidos granulares, se sopló aire a través de un lecho fijo de pellets porosos mojados con agua, y evaporando esta agua a condiciones adiabáticas, se reportó los resultados como coeficientes de película de transferencia de masa para lechos rellenos. Mag. Correlaciones para la fase gas Para la fase gas, una correlación simple muy usada es ℎ = 1,2(1 − )0,36 0,64 1/3 en la que, obviamente las propiedades involucradas son las de la fase gas, d vuelve a ser el tamaño nominal del relleno y ε es la porosidad del lecho. (Rangel, 2009). caliza entre El gradiente de concentración en la película es el característico del estado estacionario. Análisis exacto de la capa límite. Operaciones con Transferencia de Masa. This preview shows page 1 - 4 out of 12 pages. En el caso de una absorción NA0G tendrá signo negativo, ya que la transferencia se produce desde el seno del fluido gas hacia la interfase. La figura 6 muestra también la interpretación gráfica de las variables y* y x*. Esta difusión turbulenta (o transferencia de remolinos) es muy rápida en comparación con la transferencia molecular. Entonces es necesario determinar el número de grupos adimensionales independientes en los que puedan combinarse las variables. Solución: R= 293 1.01E+05 Pa Pa 8.314 m3/mol A= 1.00E-03 T= P= m2 57 v= 2 1.50E-05 DAB = MIS m2/s v= 1.55E-05 m2/s N'A = 2.29E-04 mol/s p°A = 5.72E+06 Pa PAI = 5.72E+06 Pa PA2 = 0.00E+00 Pa 4.00E-08 mol/m2 s Pa kG = kG = N A A (P41 4.00E-11 kG = - 1342) lanol/m2 s Pa 4.4.9 Ejemplo 4.9 Agua pura a 27 °C está fluyendo a una velocidad de 3,5 m/s a través de un tubo de 6 mm de diámetro interior, cubierto de ácido benzoico. ̇ [] [] Podemos escrever o fluxo de massa: ̇ ̇ ̇ [] De uma maneira simplista, podemos dizer que o coeficiente 5. En consecuencia, es claro que se deberá satisfacer, 0 = −0 Teniendo en cuenta este resultado, al dividir miembro a miembro las ecuaciones [16] y [17] se obtiene, 0 − =− 0 − cuya interpretación gráfica se muestra en la Figura 6. Relaciones entre las unidades de energía mecánica y energía calorífica: 1 kcal = 4.186 Joule. Se pueden visualizar tres regiones de transferencia de masa. Reordenando se puede escribir, 1 = (0 − ) 0 [16] De igual forma, para la película líquida podrá escribirse, 0 = (0 − ) y, 1 = ( 0 − ) 0 [17] donde x0 es la fracción molar de A en la interfase pero del lado de la fase líquida. No hay disipación viscosa de energía. La interfase líquido-gas es entonces un mosaico de elementos superficiales con diferentes registros de tiempo de exposición y puesto que la rapidez de penetración del soluto depende del tiempo de exposición, la rapidez promedio por unidad de área superficial debe determinarse sumando los valores individuales. Operaciones con Transferencia de Masa. *8Ì$'2&(17( Tema 2. . La mayor parte de la transferencia de masa se verifica por difusión molecular, puesto que hay pocos o ningún remolino presente. 6 En muchos casos, la velocidad de difusión es lenta y se desea una transferencia más rápida. El valor del coeficiente de película de transferencia de masa es 9.0 x10-4 mis . Español (MX) México. ̇ = taxa de transferência de massa na direção x (massa/tempo); A = área da seção normal ao fluxo de massa; dC A /dx = gradiente de concentração na direção x; D AB = coeficiente de difusão ou difusividade de massa de A em B. Fuerzas impulsoras en transferencia interfásica de masa 21 Tema 3. En el flujo laminar, el fluido circula con una trayectoria más o menos recta y su comportamiento puede describirse por medios matemáticos. No obstante, en el movimiento turbulento no hay corrientes rectas, sino que se forman grandes remolinos o "paquetes" de fluido que se desplazan de forma desordenada. Analogía entre transferencia de momento, energía y masa. Para lograrlo, se incrementa la velocidad del fluido hasta obtener una transferencia de masa turbulenta. La teoría de la película establece que z en la ecuación 2.14 NA NA — N4 a_ NAr NB CA, DABC F in N A+ N a Cr z N A C (2.14) NANB CT es zF, o espesor efectivo de la película, el cual depende de la naturaleza de las condiciones de flujo. Learn how we and our ad partner Google, collect and use data. 1.3 Ley de Stefan-Boltzmann de la radiación y resistencia radiante. En general, la convección es la transferencia de masa o la transferencia de calor debido al movimiento masivo de moléculas dentro de fluidos como gases y líquidos. Transferencia convectiva de masa.pdf - TRANSFERENCIA CONVECTIVA DE MASA Mecanismos de Transferencia Profesor Jose Luis Saldivar Garza Ana Jacqueline. La velocidad del gas es 0,9 m/s . En ella se verifica el transporte de especies debido a un desplazamiento global de la masa de fluido.eXpresión generalTipos de transferenciaLa transferencia de . Correlaciones para la fase líquida De entre las muchas propuestas la más usada probablemente es ℎ = 25 0,45 0,5 En esta correlación las propiedades involucradas (μ, ρ, DAm) son obviamente las del líquido, d es el tamaño nominal del cuerpo de relleno y la velocidad V que aparece en el número de Reynolds es la velocidad superficial. Mass transfer in osmotic de- matemáticos de transferencia de masa en deshidratación hydration of food products: comparison between . coeficiente global de transferencia referido a la fase gas. 5.3 Analogía de Von Karmán Von Karmán, en 1939, extendió la analogía de Prandtl para incluir la existencia de una zona amortiguadora, entre la subcapa laminar y la de turbulencia. En la transferencia de momento el número Reynolds y el factor de fricción juegan un papel importante. PA =(600)xA en atm Calcule la velocidad de absorción de A en kmol/m2 s. Solución: PT = T= XAi = 1 atm 298 K 0.00002 fm pAG = kc = R= H= 0.08 atm 9.00E-04 m/s 0.082057 atm m3/kmol K 600 atm/fm pAi = 0.01200 N A = kj C „fe p., = 600xA, atm k, C Ai) AG P41) NA = 2.5028E-06 kmol/ m2 s 25 CAPÍTULO III PARÁMETROS SIGNIFICATIVOS EN LA TRANSFERENCIA DE MASA POR CONVECCIÓN Los parámetros adimensionales se usan a menudo para correlacionar datos de transferencia por convección. Una extracción líquidolíquido puede asimilarse a una absorción en la que G hace el papel de la solución a tratar o fase refinado y L el papel del disolvente de extracción o fase extracto. Figura 5. Operaciones con Transferencia de Masa. Aunque los líquidos y gases generalmente no son muy buenos conductores de calor, pueden transferir calor rápidamente por convección . Rango .Ecuación .- Re, = 2600 a 22000 ID = 0,11Ret29 Movimiento del fluido.- Perpendicular a cilindros individuales. Para estos casos, la teoría lleva a: (A/ A,) DAB ze (2.22) k L•pr er (A/ 4)2 de En donde 22 A= superficie interfacial dependiente del tiempo Ar= un valor de referencia de A, definido para cada situación 0, = una constante, con dimensiones de tiempo, definida para cada situación. Cuando el remolino se expone al gas en la superficie, la 18 puede tomarse como la solubilidad en el equilibrio del gas en el líquido. La relación de equilibrio está dada por la ley de Henry. Teoría o modelo de la doble película (Figura 5) De acuerdo con este modelo se asume que a ambos lados de la interfase existen sendas películas de fluido estacionario o en régimen laminar en donde se concentra toda la resistencia a la transferencia de masa entre las dos fases. View transferencia convectiva de masa.pdf from VARIOS XFGSRFGH at Universidad TecMilenio. Para el flujo turbulento una dependencia menor, proporcional a U, en donde n puede ser desde casi cero hasta 0.8 o 0.9, según las circunstancias. Esta teoría de la película funciona bien cuando se trabaja con un flux de transferencia de masa elevado, el efecto de la transferencia de masa sobre la transferencia de calor y al predecir el efecto de la velocidad de una reacción química sobre la transferencia de masa. Algunas Correlaciones para Transferencia Convectiva de Masa INTERFASES FLUIDO-FLUIDO GEOMETRÍA CORRELACIÓN NOTAS película descendente 05 0 69. z. AB zv = Sh D Para coeficiente l ocal de transferencia de masa. Cambridge University Press. (Gases solamente) Rango.- Ecuación.- Rango.- Re' = 400 a 25000 Sc = 0,6 a 2,6 kP G Sc°' 56 = O, 281Re'm'4 Gm Re' = 0,1 a 105 Pr = 0,7 a 1500 Ecuación.- Nu = (0,35+ 0,34 Re"2 + 0,15 Re'" )Pr" Movimiento del fluido.- Perpendicular a cilindros individuales. Adaptado principalmente de Welty, Wicks y Wilson, "Fundamentos de Transferencia de Momento, Calor y Masa", Limusa. Ronald F. Clayton Transferencia convectiva de masaMecanismos de transferencia (4c3B) Equipo 5¿Qué es?Es la transferencia de materia que se realiza entre una superficie sólida y un fluido en movimiento o entredós fluidos inmiscibles en movimiento. Por otro lado, cuanto mayor sea la velocidad del fluido respecto de la interfase menor es la resistencia que opone éste a la transferencia convectiva de A y, por tanto, menor debe ser el espesor de esa película ficticia. (Treybal, 2000) 2.7.5 Teoría de estiramiento superficial Lig,htfoot y colaboradores en un modelo promisorio, han aplicado los conceptos de penetración-renovación de la superficie a situaciones en donde cambia periódicamente con el tiempo la superficie interfacial a través de la cual sucede la transferencia de masa. Sin embargo, en la mayoría de los 14 casos se depende de la medición directa en condiciones conocidas de los coeficientes de transferencia de masa que se usarán posteriormente en el diseño de equipo. Para lograr, separar los componentes de una solución será necesario poner esta solución en contacto con otra fase, insoluble, la rapidez con la que se transfiera un componente de una fase a otra será proporcional a un, coeficiente que será llamado coeficiente de transferencia de masa y dependerá también del grado de, desviación del sistema del equilibrio. Pm kG = St G lbmol/h pie2 atm k0= 3.48600 PBAIM AV 4.4.7 Ejemplo 4.7 Determine el número de Schmidt para el metano! Segunda edición 30 Donde: (*) El número de Grashof aparece en casos que involucra convección natural donde: dp=( p,— p2) y di — t2 ) en la misma fase. En la interfase no hay ni acumulación de A ni destrucción o generación de este componente (no hay reacción química). =y 47 dC A AsT = 102 2 dm. Solo cuando el sistema alcance el equilibrio cesará la transferencia del, En la transferencia masa debida a la difusión molecular, es un proceso resultante de un gradiente de, concentración. Teoría de la película de Lewis y Withman En este apartado se trata el modelo de la película que es el modelo más simple de transferencia convectiva de masa que ayuda a interpretar el significado físico de los coeficientes de transporte. La relación de la difusividad molecular de momento y la difusividad molecular de calor es designada como el número de Prandfi difusividad de momento = pr difusividad térmica Cn ,11 a k (3.4) La relación de la difusividad molecular de momento y la difusividad molecular de masa es designada como el número de Schmidt, que juega un papel importante en 26 la transferencia de masa por convección, análogo al número de Prandtl en la transferencia de calor por convección. Las ecuaciones que definen estos coeficientes globales son, 1 = ( ∗ − ) 0 [19] 1 = ( ∗ − ) 0 [20] donde, y* = x* = Ky = Kx = fracción molar de A de equilibrio con una fracción molar de A en la fase líquida x, esto es, y*=HAx (ver Figura 6).

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