Masa

TRANSPORTE DE MASA 1623

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA METALÚRGICA

UBICACIÓN SEMESTRE
6o.
TIPO DE ASIGNATURA TEÓRICO-PRÁCTICA
NÚMERO DE HORAS/SEMANA Teoría 3 Discusión 3

CRÉDITOS 9

INTRODUCCIÓN.
La gran mayoría de los procesos de obtención y refinación de metales se efectúa en
equipos cuyo diseño y operación se basan en el transporte de masa, el término de transporte
no serefiere al acarreo de materiales, de un lugar a otro. Se refiere a los fenómenos que se
presentan cuando 2 o más especies interactúan entre sí para dar como resultado un
producto con las características químicas y físicas deseadas. La interacción de las especies
puede ser física o fisicoquímica (sí existe reacción química) y se presente en dos
modalidades: difusión y convección. Durante elcurso se describen los conceptos básicos de
transporte de masa en problemas simples en estado estacionario. Posteriormente, los
aspectos de estado no estacionarios son tratados en forma general para pasar después, a
algunos casos específicos. Finalmente se dan algunas aplicaciones a sistemas de interés
metalúrgico. El curso engloba los conocimientos de flujo de fluidos, flujos de calor ycinética química, permitiendo al alumno entender los fenómenos que existen en un proceso
metalúrgico y cuál de ellos controla al mismo.
Objetivos Generales de Aprendizaje.
Al finalizar el curso, los alumnos:
Explicarán las características de transportes de masa, difusión y convección.
Explicarán el significado del coeficiente de transferencia másico y los factores que
lo afectan.
Formularánbalances de masa en sistemas geométricamente simples en estado
estacionario y no estacionario.

Determinarán la etapa que controla un proceso metalúrgico de acuerdo a los
conceptos de fenómenos de transportes y cinéticos químicos.
UNIDAD 1.- DIFUSIVIDAD Y DIFUSIÓN EN RÉGIMEN ESTACIONARIO

12 h.

Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Explicarán los fenómenos de difusión ensistemas binarios y multicomponentes.
Estimarán los valores de difusividad en diversos materiales (gases, líquidos y
sólidos).
CONTENIDO.
El concepto de difusión. El coeficiente de difusión. Unidades de concentración La
definición de la densidad de flujo (Flux) en transferencia,de masa. Expresión general de la
1a. Ley de Pick para sistemas binarios. Difusión en sistemas multicomponentes.Unidades
de difusividad y la analogía con transferencia de calor y de momentum. Valores de
difusividad para gases, líquidos y sólidos. Factores que afectan la difusividad de gases,
líquidos y sólidos. Formulación de balances para problemas simples de transferencia de
masa. Difusión a través de fluidos estancados. Difusión y reacción química en sus películas
estancadas. Difusión y reacción químicaen una película estancada. Difusión acompañada
por una reacción heterogénea rápida. Contradifusión equimolar y no equimolar, Difusión
con difusividad variable.
UNIDAD 2.- TRANSFERENCIA DE MASA
COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE MASA

EN

RÉGIMEN
18 h.

INESTABLE

Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Aplicarán el concepto de estado inestable a sistemas de transferencia demasa.
Resolverán problemas sencillos de difusión de masa aplicando balances
diferenciales.
Resolverán problemas de transferencia de masa por convección aplicando balances
globales.
Evaluarán el coeficiente de transferencia de masa para diferentes sistemas de uno
ovarios componentes.

CONTENIDO.
Formulación diferencial de problemas de transferencia de masa. Ecuación general de
balance.Ecuaciones simplificadas. Solución de problemas de transferencia de masa en
régimen inestable. Difusión de un plano de espesor infinito. Evaporización desde una
superficie líquida. Difusión en un medio semi-infinito Difusión en régimen inestable a
niveles de concentración bajos; difusividad variable. Difusión en régimen inestable en un
sistema de dos fases. Difusión en régimen inestable en...