Difusividad

PRINCIPIOS DE TRANSFERENCIA DE MASA

Cuando un sistema contiene dos o mas componentes cuyas concentraciones varían de un punto a otro, se presenta una tendencia natural a transferir masa, haciendo que las diferencias de concentración dentro del sistema sean mínimas esto al tratar de buscar un equilibrio en la mezcla
Porqué muchas de nuestras experiencias cotidianas están relacionadas con latransferencia de masa. Un ejemplo muy simple y fácil de entender. Un terrón de azúcar en una taza de café negro se disuelve finalmente y después se difunde de manera uniforme en el café.
Por eso la importancia de conocer un poco de los principios de transferencia de masa de manera general por que no se podría adentrar a fondo por que es algo que ni yo mismo puedo comprender solo, es por eso que eslo que se menciona aquí lo mas básico
De aquí se origina la transferencia de masa en la cual uno de los dos constituyentes que se encuentre en una región de alta concentración se transfiera a una de poca concentración. Este fenómeno juega un papel muy importante en muchos procesos industriales como: la rapidez de las reacciones químicas catalizadas y biológicas, la remoción de materialescontaminantes de las corrientes de descarga de los gases del agua contaminada.
La transferencia de masa puede llevarse acabo por medio del movimiento molecular en los fluidos en reposo o de una superficie a un fluido en movimiento donde las características dinámicas del fluyo son de gran ayuda.
La difusión (también así se le conoce a la transferencia de masa) es más compleja que el flujo viscoso o laconducción del calor, debido a la innovación de tener que operar con mezclas. Porqué en una mezcla las velocidades de los componentes individuales son distintas
Se ha observado cuantitativamente que cuando una mezcla de gases contiene dos o mas especies moleculares cuyas concentraciones relativas varían de un punto a otro, hay un proceso natural que tiende a disminuir las diferentesconcentraciones buscando un equilibrio, esta transferencia macroscópica de masa recibe el nombre de difusión molecular, en el caso especifico de las mezclas gaseosas se puede deducir una explicación lógica de este fenómeno de transferencia a partir de la teoría cinética de los gases. Cosa que no se puede explicar en los líquidos que es lo que se menciona mas adelante la manera de explicar como se lleva acabola transferencia de masa
La ecuación para calcular la difusividad es mediante la ecuación de fick la cual es:

Aquí esta en funcion de z.
De aquí que se deban definir conceptos básicos:
1.- velocidades de difusión:
* Vi-v= velocidad de difusión de i con respecto a v
* VI -v* = velocidad de difusión de i con respecto a v*
Representan el movimientodel componente i con relación al movimiento local de la corriente del fluido.
2.- las densidades de flujo de masa y molar
La densidad de flujo de masa (o molar) de la especie i es una magnitud vectorial que representa la masa (o moles) de la especie i que cruzan la unidad de área por unidad de tiempo. El movimiento puede estar referido a unas coordenadas estacionarias, A la velocidad media‘molar local V*, o a la velocidad media de masa V.
Calculo de las densidades de flujo de masa y molar en estado estacionario:
* ni = PiVi de masa
* Ni = CiVi molar
Calculo de las densidades de flujo de masa y molar relativas a la velocidad media de masa v, son:
* Ji* = Pi (Vi - V*) de masa
* Ji* = Ci (Vi - V*) molar
Calculo de lasdensidades de flujo de masa y molar relativas a la velocidad media molar v*, son:
* Ji* = Pi (Vi - V*) de masa
* Ji* = Ci (Vi - V*) molar
Con la ecuación de fick se establece un sistema binario ya que como se ha mencionado para que ocurra la difusividad se requiere de una mezcla de al menos 2 componentes mínimo.
La difusividad se da de distinta manera en:...