Correlaciones En La Transferencia De Masa Por Convección Transferencia De Masa En Placas Esferas Y Cilindros

CORRELACIONES EN LA TRANSFERENCIA DE MASA POR CONVECCIÓN
TRANSFERENCIA DE MASA EN PLACAS ESFERAS Y CILINDROS
Se han obtenido muchos datos para la transferencia de masa entre un fluido que se mueve y ciertas Figueras geométricas como las placas planas, esferas y cilindros. Las técnicas incluyen la sublimación de un sólido, vaporización de un líquido al aire y la disolución de un sólido en agua.Si se correlacionan los datos en términos de parámetros adimensionales, estas ecuaciones empíricas pueden ampliarse a otros fluidos en movimiento y a superficies geométricas similares.
PLACA PLANA
Varios investigadores han medido la evaporación desde una superficie líquida libre o la sublimación desde una superficie sólida volátil, plana a una corriente de aire controlada. Se encontró que éstosdatos satisfacen favorablemente las ecuaciones teóricas para capas límite laminares y turbulentas.
NuAB,L= 0.664ReL1/2Sc1/3 (laminar) ReL<3x105……………….ec.1
NuAB,L=0.036ReL0.8Sc1/3 (turbulento) ReX<3x105……………….ec.1
Tales ecuaciones pueden expresarse en términos del factor j si se recuerda que:
jD=kcv∞Sc2/3=kcLDAB×μLv∞ρ×DAB ×ρμ×μρDAB2/3=NuAB,LReLSc1/3………………………….ec.3
Al reordenar las ecuaciones 1 y 2 en la forma de la ecuación 3 se obtiene:
jD= 0.664 ReL-1/2 (laminar) ReL<3x105……………………………….ec.4
jD=0.037 ReL-0.2 (turbulento) ReX<3x105……………………………….ec.5
Las ecuaciones pueden utilizarse si el número de Schmidt se encuentra en el intervalo0.6<Sc<2500. El factor j para la transferencia de masa también es igual al factor j para la transferencia de calor en el intervalo para el numero de Prandtl correspondiente a 0.6<Pr<100 y también es igual a Cf/2. A una distancia x de la orilla de referencia de la placa plana, la solución exacta de la capa límite laminar:
NuAB,x=kcxDAB=0.332Rex1/2SC1/3………………………………ec.6
Concuerda con los datosexperimentales.

ESFERA AISLADA
Los investigadores han estudiado la transferencia de masa de esferas aisladas y han correlacionado el número de Nusselt para la transferencia de masa por adición directa de los términos que representan la transferencia que se debe únicamente a la difusión molecular y la transferencia por convección forzada en la forma:
NuAB= NuAB0+CRemSc1/3……………………ec.7
Donde Cy m son constantes de correlación. Para números de Reynolds muy bajos, el número de Nusselt debe aproximarse a un valor de 2.0. Éste valor puede derivarse teóricamente si se considera la difusión molecular de una esfera a un volumen grande de fluido estancado. De acuerdo con lo anterior, la ecuación generalizada se convierte en:
NuAB=2.0+ CRemSc1/3………………………ec.8
Para la transferencia a corrienteslíquidas, la ecuación de Brian y Hales:
NuAB=(4.0+1.21PeAB2/3)1/2…………………………..ec.9
Correlaciona los datos que se obtienen cuando el número de Peclet para la transferencia de masa, PeAB, es menor que 10000. Éste número de Peclet es igual al producto de los números de Reynolds y de Schmidt; o sea, PeAB=ReSc. Para números de Peclet superiores a 10000, Levich recomendó la relación más simple.NuAB=1.01PeAB1/3……………………………ec.10
La ecuación de Fröesslingt:
NuAB= 2.0+0.552Re1/2Sc1/3………………….ec.11
Correlaciona los datos de la transferencia de gases cuando los números de Reynolds se encuentran entre 2 y 800 y para un intervalo del número de Schmidt entre 0.6 y 2.7. Los datos de Evnochides y Thodos han ampliado la ecuación de Fröesslingt a un intervalo de números de Reynolds de 1500 a 12000,con un intervalo en el número de Schmidt entre 0.6 y 1.85. Las ecuaciones 9, 10 y 11 puede utilizarse para describir los coeficientes de transferencia de masa en convección forzada únicamente cuando los efectos de las convecciones libres o naturales son despreciables; es decir cuando:
Re>0.4GrAB1/2Sc-1/6……………………………..ec.12
Las siguientes ecuaciones de Steinberger y Treybal se recomiendan...