fluidos multifasicos

EQUIPO 3

Fracción volumen
A

partir de la Ley de Amagat se puede estimar la fracción
de volumen de un componente en particular, Vj, en una
mezcla de gases.
Vˆ
Vˆ
j
j
vˆ 
j

n

Vˆj



V

j 1
En donde,
vj es la fracción de volumen del componente j en la
fase gas.
Vj es el volumen ocupado por el componente j en
unidades de volumen.
V es el volumen total de lamezcla en unidades de
volumen.

Peso molecular vs masa
molecular
 Aunque

habremos de emplear el término "peso
molecular" debido a su uso extendido, el
científicamente correcto es "masa molecular". El
peso es una fuerza. La masa, en cambio es un
escalar y es independiente del campo
gravitacional. Si la misma se expresa sin
unidades se denomina "masa molecular
relativa", mientras que sila unidad es “lbm/lbmmol" recibe el nombre de "masa molar".

Fracción peso
 La

fracción de peso de cualquier componente se define
como la masa de dicho componente dividido por la masa
total:
mj
mj
wj  n

(25)
m
mj


 En donde:

j 1

 wj, es la fracción del peso del componente

j.
 mĵ es la masa del componente j en la fase gaseosa en
unidades de masa.
 m es elpeso total de la mezcla de gas en unidades de
masa.

Procedimiento para convertir de
fracción mol a fracción peso.
 Para

transformar de fracción mol a fracción peso,
se recomienda el procedimiento siguiente:
 Etapa 1. Considerar que el número total de
moles de la fase gas es la unidad (es decir, n =1
lbm-mol).
 Etapa 2. Se tiene que para n =1 lbm-mol:
y j  nj (26)

 Etapa3. El número de moles de un componente
es igual a la masa del componente dividido por
la masa molecular (peso molecular) del
componente, es decir:

mj
nj 
(27)
Mj

 Luego,

la masa del componente se puede
expresar a partir de las ecuaciones (26) y (27)
como:
mj  nj Mj  y j Mj (28)
m   mj   y j M j  (29)
n

n

j 1

j 1

 Etapa

4. La fracción peso definidapor la
ecuación (25) es:
mj

wˆ 
j

 Sustituyendo

m

las ecuaciones (28) y (29) en (25)

se tiene:

wj 

yjM j
n

( y M
j 1

j

j

)

Procedimiento para convertir de
fracción peso a fracción mol
 Para

transformar de fracción peso a fracción mol
se recomienda el procedimiento siguiente:
 Etapa 1. Considerar que la masa total de la fase
gas es la unidad(es decir, m =1 lb).
 Etapa 2. A partir de la ecuación (25) se tiene que
para m = 1 lb.

w j  mj (30)

 Etapa

3. El número de moles de un componente
es igual a la masa del componente dividido por
la masa molecular (peso molecular) del
componente, es decir:

mj
nj 
(27)
Mj
 Sustituyendo

(27):

la ecuación (30) en la ecuación

wj
nj 
(31)
Mj

 Luego,

elnúmero de moles de la mezcla se
puede expresar como:

 wj 
n   nj     (32)
M 
j 1
j 1 
j 
n

n

 Etapa

4. La fracción mol de un componente es
igual al número de moles de ese componente
dividido por el número de moles totales de
todos los componentes de la fase gaseosa, es
decir:

y ˆj 

n ˆj



j n

n
j 1

ˆ
j

n ˆj
n

 Sustituyendo

lasecuaciones (31) y (32) en la
ecuación para yj se obtiene la expresión para
convertir de fracción peso a fracción mol.
 wj 


M 
 j
yj 
n  w 
 j 
 M 
j 1 
j 

Fracción peso a fracción mol
 Ejemplo 4.
 Calcular

la composición en fracción mol de la mezcla de
gases, que se presenta en la tabla:
Componente

Peso, wj (%)

Metano, C1H4

40

Etano, C2H610

Propano, C3H8

20

n-Butano, nC4H10

20

n-Pentano, nC5H12

10

 Solución:
Peso, wj

Mj

nj=wj/Mj

yj=nj/n

(fracción)

(lbm/lbm-mol)

(lbm - mol/lbm)

(fracción)

Metano, C1H4

0.4

16.04

0.02494

0.6626

Etano, C2H6

0.1

30.07

0.00333

0.0885

Propano, C3H8

0.2

44.1

0.00454

0.1206

n-Butano, nC4H10

0.2

58.12...