Difusividad de la masa gaseosa

TRANSFERENCIA DE MASA
DIFUSIVIDAD DE LA MASA GASEOSA






Presentado por
Iván Mauricio Martínez Guzmán
Johanna Carolina Varón Córdoba




Profesora
Ana Elisa Casas Botero





Universidad Pontifica Bolivariana
Facultad de Ingeniería
Medellín
30 / 05 / 2013
CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE DIFUSION PARA EL PROPANO GAS NO POLAR

El cálculo para el coeficiente de Difusión deun gas no polar está dado por la siguiente ecuación:

En donde DAB es la Difusividad de la masa A que se difunde a través de B dada en [cm2/s], T es la Temperatura absoluta en [K], MA y MB son los pesos moleculares de la masa A y el medio B, P es la presión absoluta en [atm], σAB es el diámetro de colisión dado en [Å] y ΩD es la integral de colisión.
Haciendo uso de la ecuación [1]posteriormente se calculan los valores para la Difusividad del Propano (formula molecular C3H8).
Calculo del coeficiente de difusión del Propano en el aire a una temperatura T determinada en K, y a presión atmosférica (1 atm). Para el Propano tenemos los siguientes parámetros obtenidos a partir de la Tabla K2 del apéndice K del libro de Welty, los parámetros para el medio de difusión (el aire) también sontomados de dicha tabla.
Tabla 1. Parámetros de Leonard Jones para El Propano y el Aire Tabla K2 [2]
Parámetros Para El Propano y el Aire
Formula molecular
σ (A)
ϵA/K (K)
C3H8
5,061
254
Aire
3,167
97

Para encontrar El coeficiente de difusión para el Propano se procede primeramente a calcular el diámetro de colisión, que para un sistema binario compuesto por parejasmoleculares no polares se combinan los parámetros de Leonard jones por medio de la siguiente relación:

Tenemos que el diámetro de colisión para el Propano en el aire viene siendo:

De la misma manera para el cálculo de la integral de colisión para el Propano tenemos la siguiente relación:



Luego realizando el siguiente cálculo de cocientes para encontrar EL valor de la Integral de Colisión en latabla K1 estos valores son calculados mediante interpolación de datos, dicho cálculo se realizara con diferentes valores de Temperatura a Presión constante.
Tabla 2. Valores para el cálculo de la Difusividad del Propano en aire
T (K)
ϵAB/kT
kT/ϵAB
ΩD
250
0,63
1,593
1,169
300
0,523
1,911
1,092
350
0,448
2,223
1,037
400
0,392
2,548
0,994
450
0,348
2,867
0,960
500
0,3143,185
0,934
550
0,285
3,504
0,912
600
0,261
3,823
0,893
650
0,241
4,141
0,877
700
0,224
4,46
0,862

Una vez encontrados los Valores para ΩD mediante interpolación, se procede a calcular el coeficiente de Difusión para el propano en aire mediante la ecuación [1] teniendo en cuenta que los pesos moleculares son MA = 44 para el Propano y MB = 29 Para el Aire.

Tabla 3. Valoresdel coeficiente de Difusión a diferentes Temperaturas
Coeficiente de Difusión para el Propano
T (K)
DC3H8/aire (cm2/s)
250
0,08878687
300
0,12494316
350
0,16579695
400
0,2113279
450
0,26109633
500
0,31431229
550
0,37136624
600
0,43214416
650
0,49616219
700
0,56414796

Se procede a graficar la difusividad en función de la temperatura.
Grafica 1. Difusividad del Propano enel aire Vs Temperatura










EL valor de la pendiente 0,0011 nos indica el incremento del coeficiente de conductividad del Propano en el aire cuando aumenta la temperatura, el signo menos en el intercepto quiere decir que cuando la temperatura es 0 K las moléculas del Propano no tienen la capacidad de moverse en el aire.

CALCULO DEL COEFICIENTE DE DIFUSION CORREGIDO DEL PROPANOEN AIRE
Posteriormente se realizara el cálculo del coeficiente de difusión corregido para el propano, a partir de la tabla J1 para el Propano a 298 K se obtiene el valor de la difusividad en aire a presión atmosférica [5], el cálculo del coeficiente de difusividad corregida se realiza a partir de la siguiente ecuación:


Realizando los cálculos correspondientes se encontrara la difusividad...