Determinacion Experimental De Coeficientes De Transferencia De Masa Para El Sistema Co2-Agua

Universidad de Santiago de Chile
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Química

INFORME Nº 1
DETERMINACION EXPERIMENTAL DE COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE MASA PARA EL SISTEMA CO2-AGUA

Asignatura | Transferencia de masa 1 |
Integrantes | |
Profesor | |
Ayudante | |
Fecha de entrega | 29 de Octubre de 2010 |
Fecha de experimento | 15 de Octubre de 2010 |RESUMEN

En el Laboratorio de Transferencia de Masa, ubicado en el segundo piso del Departamento de Ingeniería Química, se realizó el experimento de determinación de coeficientes de transferencia de masa para el sistema CO2-Agua líquida, usando un equipo de torre de absorción de esferas, donde se dejó descender agua pura y en contracorriente se alimento por la parte inferior de la columna CO2. Lapresión a la hora del experimento era de 964 [mbar].

Los objetivos fundamentales fueron obtener los coeficientes de transferencia de masa a partir de distintos flujos de agua y obtener una correlación de datos tipo JD=a·Reb. El caudal de agua se fijo utilizando un rotámetro.

El procedimiento experimental era básicamente alimentar la columna con agua desde la parte superior desde unestanque a nivel constante y el CO2 por la parte inferior desde un balón donde se almacenaba. Se debe purgar el aire existente en las mangueras que conectaban todo el sistema y abrir cada válvula con mucho cuidado, pues el cambio brusco de presión generaría que la torre se inundara. El caudal de agua se determinó masando cada 40 [s] la cantidad de agua recolectada a la salida de la torre, mientras que elcaudal de CO2 se determinó midiendo el tiempo que demoraba en desplazarse una burbuja de jabón un volumen de 50 [ml].

La correlación obtenida fue JD=399,91·Re-0,924, con un factor de correlación de 0,9518, lo cual indica que el comportamiento del sistema es el esperado. Al comparar con la correlación del profesor Álvarez, se obtuvo un error relativo del 14, 4651% para “a” y de un 376,978% para“b”. La falta de precisión en los resultados de esta correlación se debe a limitaciones humanas al momento de medir, además del percance sufrido en el cambio brusco de presión que inundó la torre, aunque fue minimizado lo más rápido posible. Otro factor decisivo fue el tiempo que se espero para el estado estacionario, pues no fue lo suficientemente largo. Por otro lado, al ver los valores deSherwood obtenidos, se concluyó que en el sistema estudiado prima la transferencia de masa por flujo de fluido que por difusión molecular.

INDICE

Página
1. OBJETIVOS 01
2. TEORIA 02
3. APARATOS Y ACCESORIOS 06
4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 07
5. DATOS 09
6. RESULTADOS 11
7. DISCUSIONES12
8. CONCLUSIONES 14
9. RECOMENDACIONES 15
10. NOMENCLATURA 16
11. BIBLIOGRAFIA 18
APENDICES 19
Apéndice A
Apéndice B
Apéndice C
Apéndice D

1. OBJETIVOS

2.1 Determinar experimentalmente coeficiente de transferencia de masa en una columna de laboratorio, en sistemas controlados por la fase líquida.2.2 Analizar conceptualmente las diferentes variables que afectan al coeficiente, seleccionando las variables de operación más importantes en la experiencia a realizar

2.3 Obtener una correlación adimensional y comparar los resultados obtenidos con datos de bibliografía.

2. TEORIA

Al igual que la transferencia de momento y calor, la transferencia de materia es un fenómenoque se debe a gradientes, en este caso de temperatura. Dentro de la transferencia de masa, es posible destacar dos formas: por movimiento del fluido y por difusión. La difusión se debe solo al movimiento aleatorio natural de las partículas con tal de anular el gradiente de concentración

Para el estudio de la transferencia de masa en un sistema binario simple se utiliza la “Ley de Fick”, dada...