Obtencion dek coeficiente de difusividad de gases
Páginas: 8 (1779 palabras)
Publicado: 19 de febrero de 2012
INTRODUCCION
La presente investigación habla acerca del coeficiente de difusividad de los gases y como se obtiene.
La intención de la investigación de cómo se obtiene el coeficiente de difusividad de los gases es debido a que la unidad asi lo plantea, además se están realizando ejercicios donde se involucra el coeficiente, y a pesar de que hay tablas donde ya viene especificado el coeficienteexacto, es importante saber como calcularlo sin depender de una tabla ya que no siempre se va a tener una tabla a la mano o el dato no viene en la tabla y como futuros ingenieros es importante saber calcular este valor.
La investigación específica primeramente como se determina experimentalmente el coeficiente de difusividad utilizando diferentes métodos y presentando las formulas que seutilizan en cada caso.
También se pueden obtener ya los datos de la tabla incluida en la investigación, los datos fueron obtenidos experimentalmente.
Otra manera de determinar el coeficiente es mediante la predicción de la difusividad de gases mediante la teoría cinética de los gases, está también explica en los casos que se puede llevar a cabo asi como las formulas necesarias para realizar loscálculos.
Finalmente se presenta un ejemplo de cómo calcular el coeficiente de difusividad de una mezcla gaseosa.
COEFICIENTES DE DIFUSIÓN DE LOS GASES
l. Determinación experimental de coeficientes de difusión.
Se han empleado numerosos métodos experimentales para determinar la difusividad molecular de mezclas gaseosasbinarias. Algunos de los más importantes son los siguientes. Uno de ellos consiste en evaporar un líquido puro en un tubo estrecho haciendo pasar un gas sobre el extremo superior. Se mide la disminución del nivel del líquido con respecto al tiempo, y la difusividad se calcula con la ecuación (6.2-26).
En otro procedimiento, dos gases puros a presiones iguales se encierran en seccionesindependientes de un tubo largo, separados por una división que se retira con lentitud para iniciar la difusión. Transcurrido cierto tiempo se vuelve a introducir la división y se analiza el gas de cada sección. Las difusividad es de los vapores de sólidos como naftaleno, yodo y ácido benzoico en un gas se han obtenido midiendo la velocidad de evaporación de una esfera. Se usa entonces la ecuación (6.2-32).Uno de los métodos más útiles y comunes es el procedimiento de dos bulbos (NI). El aparato consiste en dos bulbos de vidrio cuyos volúmenes VI y V2 m3 están conectados por un capilar de área de sección transversal A m2 y longitud L, de volumen muy pequeño en comparación con VI y V2 tal como lo muestra la figura
6.2-4. En VI se introduce A puro y en V2, B puro, ambos a la misma presión. Se abrela válvula, se deja que la difusión se verifique por cierto tiempo, se cierra otra vez. Se analizan por separado las mezclas de cada cámara. Las ecuaciones pueden deducirse si se desprecia el volumen capilar y se supone que ambos bulbos tienen siempre concentraciones uniformes. Suponiendo difusión en estado Casi estacionario en el capilar,
donde c2 es la concentración de A en V2 al tiempo t, yc1en V1. La rapidez de difusión de A que pasa hacia V2 es igual a la rapidez de acumulación en este volumen,
El valor promedio Cprom en equilibrio se calcula con un balance de material con base en las composiciones iníciales c10y c20 cuando t = O:
Un balance similar en el tiempo t da:
Sustituyendo c1 de la ecuación (6.2-41) en la (6.2-39), reordenando e integrando entre t = O Y t = t, seobtiene la ecuación final:
DAB se puede calcular obteniendo c2 con un muestreo en el tiempo t.
2. Datos experimentales de difusividad.
En la tabla 6.2-1 se muestran algunos valores típicos. Perry y Green (P1) y Reid y colaboradores (R1) incluyen otras tablas.
Los valores van desde 0.05 x 10-4 m2/s, cuando está presente una molécula grande, hasta alrededor de 1.0 x 10-4 m2/s en el caso...
La presente investigación habla acerca del coeficiente de difusividad de los gases y como se obtiene.
La intención de la investigación de cómo se obtiene el coeficiente de difusividad de los gases es debido a que la unidad asi lo plantea, además se están realizando ejercicios donde se involucra el coeficiente, y a pesar de que hay tablas donde ya viene especificado el coeficienteexacto, es importante saber como calcularlo sin depender de una tabla ya que no siempre se va a tener una tabla a la mano o el dato no viene en la tabla y como futuros ingenieros es importante saber calcular este valor.
La investigación específica primeramente como se determina experimentalmente el coeficiente de difusividad utilizando diferentes métodos y presentando las formulas que seutilizan en cada caso.
También se pueden obtener ya los datos de la tabla incluida en la investigación, los datos fueron obtenidos experimentalmente.
Otra manera de determinar el coeficiente es mediante la predicción de la difusividad de gases mediante la teoría cinética de los gases, está también explica en los casos que se puede llevar a cabo asi como las formulas necesarias para realizar loscálculos.
Finalmente se presenta un ejemplo de cómo calcular el coeficiente de difusividad de una mezcla gaseosa.
COEFICIENTES DE DIFUSIÓN DE LOS GASES
l. Determinación experimental de coeficientes de difusión.
Se han empleado numerosos métodos experimentales para determinar la difusividad molecular de mezclas gaseosasbinarias. Algunos de los más importantes son los siguientes. Uno de ellos consiste en evaporar un líquido puro en un tubo estrecho haciendo pasar un gas sobre el extremo superior. Se mide la disminución del nivel del líquido con respecto al tiempo, y la difusividad se calcula con la ecuación (6.2-26).
En otro procedimiento, dos gases puros a presiones iguales se encierran en seccionesindependientes de un tubo largo, separados por una división que se retira con lentitud para iniciar la difusión. Transcurrido cierto tiempo se vuelve a introducir la división y se analiza el gas de cada sección. Las difusividad es de los vapores de sólidos como naftaleno, yodo y ácido benzoico en un gas se han obtenido midiendo la velocidad de evaporación de una esfera. Se usa entonces la ecuación (6.2-32).Uno de los métodos más útiles y comunes es el procedimiento de dos bulbos (NI). El aparato consiste en dos bulbos de vidrio cuyos volúmenes VI y V2 m3 están conectados por un capilar de área de sección transversal A m2 y longitud L, de volumen muy pequeño en comparación con VI y V2 tal como lo muestra la figura
6.2-4. En VI se introduce A puro y en V2, B puro, ambos a la misma presión. Se abrela válvula, se deja que la difusión se verifique por cierto tiempo, se cierra otra vez. Se analizan por separado las mezclas de cada cámara. Las ecuaciones pueden deducirse si se desprecia el volumen capilar y se supone que ambos bulbos tienen siempre concentraciones uniformes. Suponiendo difusión en estado Casi estacionario en el capilar,
donde c2 es la concentración de A en V2 al tiempo t, yc1en V1. La rapidez de difusión de A que pasa hacia V2 es igual a la rapidez de acumulación en este volumen,
El valor promedio Cprom en equilibrio se calcula con un balance de material con base en las composiciones iníciales c10y c20 cuando t = O:
Un balance similar en el tiempo t da:
Sustituyendo c1 de la ecuación (6.2-41) en la (6.2-39), reordenando e integrando entre t = O Y t = t, seobtiene la ecuación final:
DAB se puede calcular obteniendo c2 con un muestreo en el tiempo t.
2. Datos experimentales de difusividad.
En la tabla 6.2-1 se muestran algunos valores típicos. Perry y Green (P1) y Reid y colaboradores (R1) incluyen otras tablas.
Los valores van desde 0.05 x 10-4 m2/s, cuando está presente una molécula grande, hasta alrededor de 1.0 x 10-4 m2/s en el caso...
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