Tecnica principales de osmosis

Ingeniería Química

1. INTRODUCCIÓN El trabajo de muchos ingenieros en la industria implica el desarrollo de procesos y el diseño y explotación de plantas. Desarrollo de un proceso es una expresión utilizada por los ingenieros para describir la búsqueda del equipo y condiciones óptimas para el proceso. Los pasos que constituyen el proceso son normalmente conocidos. La misión del ingenieroquímico en el diseño consiste generalmente en determinar ciertas características generales y dimensiones del equipo. En todas estas tareas ha sido posible clasificar una serie de etapas individuales y diferentes llamadas operaciones unitarias (secado, evaporación, destilación, extracción, lixiviación, separaciones mecánico-físicas). Muchas de estas operaciones unitarias comparten ciertos principiosbásicos o fundamentales (transferencia de calor, de momento y de masa). Estos fenómenos son denominados por los ingenieros como fenómenos de transporte); dicho de otra forma, el estudio de los fundamentos de las llamadas operaciones unitarias, resulta ser un estudio del transporte de energía, de la masa o de momento. 1.1 CONCEPTOS Y DEFINICIONES Transferencia de momento Se ocupa del estudio de “lacantidad de movimiento” que se presenta en los materiales que se desplazan, tal como sucede en las operaciones unitarias de mezclado, sedimentación, flujo de fluidos. Por otra parte su aplicación también se encuentra en los sistemas típicos de conversión de energía (turbinas de vapor, centrales hidroeléctricas, molinos de viento), así como en equipos auxiliares tales como bombas, compresores, sistemasde tuberías, etc. Transferencia de calor Uno de los principales fenómenos que se presentan en diversas operaciones unitarias es el transporte de calor, presente de una forma clara en operaciones tales como la evaporación, el secado y la destilación. Transferencia de masa Proceso fundamental en el que se observa el transporte de masa de una fase a otra fase diferente. En diversas operacionesunitarias es necesario este transporte: destilación, absorción, extracción, lixiviación. Por otra parte, cualquier análisis de los problemas de transferencia o transporte de las propiedades antes mencionadas, deben ser consistentes con las leyes fundamentales que rigen en la naturaleza: Ley de la conservación de la masa Leyes del movimiento de Newton Leyes de la termodinámica Dichas leyes son aplicadasa sistemas o volúmenes de control.

Fenómenos de Transporte I

Dr. Luis G. Zárate López

Ingeniería Química

1.1.1 SISTEMA - VOLUMEN DE CONTROL Se denomina sistema a un conjunto de materia constante elegido arbitrariamente para su análisis, puede variar de forma, pero la masa contenida en él no. En la figura 1.1 se representa por las líneas punteadas. Todo lo externo al sistemaconstituye el entorno y el sistema está separado de su entorno por su frontera o contorno. En la mayoría de problemas en los que interviene un fluido en movimiento resulta complicado identificar los sistemas. Además, si lo que se pretende es cuantificar en un instante determinado una propiedad del sistema, como la masa, la energía, la presión etc. o bien las posibles variaciones de esta propiedad conrespecto al tiempo en una posición determinada del espacio cuando un fluido circula a través del sistema, es preferible hacer el análisis empleando el concepto de volumen de control. Se denomina volumen de control a una región constante del espacio a través de la cual pasa una propiedad (materia, energía o cantidad de movimiento). Esta región puede ser fija o estar en movimiento, y dicho movimientopuede ser uniforme (inercial) o acelerado (no inercial). La frontera que delimita este volumen, definida por las líneas continuas, recibe el nombre de superficie de control.

1

2

z

Sistema
Entorno y x

Volumen de control

V. C. diferencial, que rodea al punto x,y,z

●
Entorno
x

●
Frontera o contorno V. C. finito ∆x, ∆y, ∆z ∆x

∆z ∆y Superficie de control

Figura...