Difucion Estacionaria

Índice

Introducción…………………………………………………………………………………………………2
Objetivo...…………………………………………………………………………………………………….2
Marco teórico………………………………………………………………………………………………3
Desarrollo…………………………………………………………………………………………………….3
Difusión estacionaria y transitoria………………………………………………………………..3
Transferencia de masa por convección…………………………………………………………7
Transferencia de calor ymasa…………………………………………………………………….15
Conclusión…………………………………………………………………………………………………21

Introducción

Los fenómenos de transporte tienen lugar en aquellos procesos, conocidos como procesos de transferencia, en los que se establece el movimiento de una propiedad ( masa, momentum o energía) en una o varias direcciones bajo la acción de una fuerza impulsora. Al movimiento de una propiedades le llama flujo
Los procesos de transferencia de masa son importantes ya que la mayoríade los procesos químicos requieren de la purificación inicial de las materias primas o de la separación final de productos y subproductos. Para esto en general, se utilizan las operaciones de transferencia de masa.
Con frecuencia , el costo principal de un proceso deriva de las separaciones ( Transferencia de masa). Los costos por separación o purificación dependen directamente de la relaciónentre la concentración inicial y final de las sustancias separadas; sí esta relación es elevada, también serán los costos de producción. La ley de Fick es el modelo matemático que describe la transferencia molecular de masa, en sistemas o procesos donde puede ocurrir solo difusión o bien difusión mas convección
Objetivo
Conocer las diversas maneras en que se puede dar un intercambio de masa ya seapor difusión estacionaria o transitoria, o por transferencia de masa por convección y o transferencia de calor y masa.

DIFUSIÓN ESTACIONARIA
Difusión en estado estacionario
(Condición: Flujo de difusión no cambie con el tiempo)
Macroscópicamente la cantidad de un elemento
Transportado dentro de otro es una función del tiempo.
¿A que velocidad ocurre la transferencia de masa?
Flujo dedifusión (J)
Nro. De átomos M que difunden perpendicularmente a
través de la unidad de área de un sólido por unidad de tiempo.
J= M/A t
J= M/A t

Donde:
J: kg/m2 s ó átomos/m2 s
A: área
t: tiempo
M: Nro. de átomos
Difusión de átomos de un gas a través de una lámina metálica,
Cuyas concentraciones de las substancias que difunden se mantienen constantes a ambos lados de la lámina.

GAS aPB
GAS a PB
GAS A PB
GAS A PB
AREA B
AREA B

CA
CA

PERFIL LINEAL DE CONCENTRACIÓN

CB
CB

DX
DX
--------------------------------------------------------------------------------------

La pendiente de la gráfica en un pto. determinado es el
gradiente de concentración.
Gradiente de concentración = dC/dx

GRADIENTE=∆∁∆x=∁A-CBxA-xB

Gradiente de concentración = dC/dx

GRADIENTE =∆∁∆x=∁A-CBxA-xB

La expresión matemática de la difusión en una dirección x:
1º Ley de Fick
El flujo es proporcional
al gradiente de
J = -D (dC/dx)
J = -D (dC/dx)
concentración
Donde:
D: coeficiente de difusión (m2/s)
C: concentración (Kg/m3
La dirección de difusión escontraria al gradiente de
concentración (desde
elevada conc. a baja
conc)

Ejemplo: Recipiente a presión

Fuerzaimpulsora: aquello que obliga a realizar la reacción.
En los procesos de difusión existen varias fuerzas. En la ecuación anterior el
gradiente de concentración es la fuerza impulsora
Otras: gradiente de potencial eléctrico, gradiente de tensiones elásticas, etc.

Transferencia de masa por convención
Mecanismo por el cual se produce la...