Problemas De Transferencia De Masa
Páginas: 6 (1432 palabras)
Publicado: 11 de noviembre de 2012
17.A Velocidad de evaporación
Considérese el sistema descrito en la figura 17.2-1. ¿Cuál es la velocidad de evaporación (en g/hr) de ClCl3NO2 (cloropicrina) en aire (considerando en este caso como una substancia pum) a 25° C?
Presión Total 770 mmHg
Difusividad 0.088 cm2/s
Presión de vapor 23.81 mmHg
Distancia desde el líquido hasta la parte superior del tubo 11.14 cmDensidad de la cloropicrina 1.65 g/cm3
Área de la superficie de líquido expuesta a la evaporación 2.29 cm2
ClCl3NO2 A
Aire B
Usando la ecuación 17.1- 15a
Por la presión total
Nᴬz= ρDᴬᴮRT (Z₂- Z₁) lnPB2P
Nᴬz= (770)(0.088)(82.06)(298) (11.14) ln 7702746.19
Nᴬz= 0.089124453.98 (11.14) ln(1.03190)
Nᴬz=3.2707x10-7 ln(1.03190)
Nᴬz=1.027x10-8gmol/cm2s
Parapasar a g/hr
Nᴬz MᴬSz=1.027x10-8gmolcm2s3600 s1 hr164.39 ggmol2.29 cm2
Nᴬz MᴬSz=0.01391 g/hr
17.B ¿Cuál es el error máximo posible en el cálculo de la velocidad de absorción mediante la Ec. 17.5 - 17. Si la solubilidad de A en B se conoce con un error de ± 5 por ciento y la difusividad de A en B con ± 10 por ciento? (Supóngase que los errores de las dimensiones de la película y de lavelocidad son de menor orden de magnitud.)
De la ecuación 17.5-17
WA=KCA0DAB
Donde K es una colección de unidades desconocidas, por lo tanto la diferencial de WA es:
dWA=∂wA0∂CA0dCA0+∂wA0∂DABdDAB
Y para pequeños errores pero finitos ∆CA0 y ∆DAB, el error en WA es:
∆WA=KDAB ∆CA0+KCA02DAB∆DAB
Dividiendo ente WA tenemos:
∆WAWA= ∆C0ACA0+12 ∆DABDAB
Por lo tanto el porcentaje máximo de error parala tasa de absorción es:
100∆WAWAMAX=5%+1210%=10%
17.C Se absorbe cloro de una mezcla gaseosa en una pequeña torre experimental de pared mojada, tal como se indica en la Fig. 17.C. El fluido absorbente es agua, que se mueve con una velocidad media de 17.7 cm seg-1. Calcular la velocidad de absorción en g-mol hr-1 , si ~cl*-H*o = 1,26 x lo-5 cm2 seg-1 en la fase líquida, y la concentración desaturación de cloro en el agua es 0,823 g de Cl, por 100 g de agua (éstos son valores experimentales a 16 OC). Las dimensiones de la columna se indican en la Fig. 17.C. Aclaración. No se tenga en cuenta la reacción entre el cloro y el agua.
La tasa de absorción esta dada por la ecuación 17.5-17, la cual puede ser rescrita en términos de la velocidad promedio de la capa.
WA=2πRLCA06DABVzπLLa solubilidad puede ser convertida a unidades molares y expresada como 0.116 g-mol/litros = 0.116 x 10-3 gr-mol/ cm3. Entonces en unidades el sistema CGS.
WA=2π1.4130.116 x 10-36(1.26 x 10-5)(17.7)π13
WA=7.58 x 10-5g-molseg
Multiplicando pro 3600 seg/hr. Se obtiene:
WA=0.273g-molhr
El numero de Reynolds para la película esta en el orden de 100, por lo tanto ocurrirán ondulaciones, esto noafectara el valor de WA significativamente.
17 D
Método de difusión para la separación de helio a partir del gas naturnal
En una corta nota publicada en Scienrific Ameritan, vol. 199, n.0 1 (julio 1958), p. 52, se describe la forma en que puede separarse el helio a partir del gas natural mediante un método desarrollado por K. B. McAfee de los Laboratorios Bell Telephone . El metodo se basaen que el vidrio pyrex es casi impermeable para todos los gases a excepción del helio; por ejemplo, el coeficiente de difusión
del helio a traves del pyrex es alrededor de 25 veces el del hidrógeno en las mismas condiciones (siendo el hidrógeno el más próximo «competidor» en el proceso de difusión). Este metodo seguramente hace posible efectuar separaciones mas eficaces y a menor coste que losmétodos anteriores
de destilación a baja temperatura.
Supóngase una mezcla de gas natural contenida en un tubo pyrex, cuyas dimensiones se indican en la Fig. 17.D. Se desea obtener una expresión de la velocidad a la que el helio pasará a través del tubo en función de la difusividad del helio en vidrio pyrex. la concentración del helio en la mezcla de gas natural, y las dimensiones del tubo....
Considérese el sistema descrito en la figura 17.2-1. ¿Cuál es la velocidad de evaporación (en g/hr) de ClCl3NO2 (cloropicrina) en aire (considerando en este caso como una substancia pum) a 25° C?
Presión Total 770 mmHg
Difusividad 0.088 cm2/s
Presión de vapor 23.81 mmHg
Distancia desde el líquido hasta la parte superior del tubo 11.14 cmDensidad de la cloropicrina 1.65 g/cm3
Área de la superficie de líquido expuesta a la evaporación 2.29 cm2
ClCl3NO2 A
Aire B
Usando la ecuación 17.1- 15a
Por la presión total
Nᴬz= ρDᴬᴮRT (Z₂- Z₁) lnPB2P
Nᴬz= (770)(0.088)(82.06)(298) (11.14) ln 7702746.19
Nᴬz= 0.089124453.98 (11.14) ln(1.03190)
Nᴬz=3.2707x10-7 ln(1.03190)
Nᴬz=1.027x10-8gmol/cm2s
Parapasar a g/hr
Nᴬz MᴬSz=1.027x10-8gmolcm2s3600 s1 hr164.39 ggmol2.29 cm2
Nᴬz MᴬSz=0.01391 g/hr
17.B ¿Cuál es el error máximo posible en el cálculo de la velocidad de absorción mediante la Ec. 17.5 - 17. Si la solubilidad de A en B se conoce con un error de ± 5 por ciento y la difusividad de A en B con ± 10 por ciento? (Supóngase que los errores de las dimensiones de la película y de lavelocidad son de menor orden de magnitud.)
De la ecuación 17.5-17
WA=KCA0DAB
Donde K es una colección de unidades desconocidas, por lo tanto la diferencial de WA es:
dWA=∂wA0∂CA0dCA0+∂wA0∂DABdDAB
Y para pequeños errores pero finitos ∆CA0 y ∆DAB, el error en WA es:
∆WA=KDAB ∆CA0+KCA02DAB∆DAB
Dividiendo ente WA tenemos:
∆WAWA= ∆C0ACA0+12 ∆DABDAB
Por lo tanto el porcentaje máximo de error parala tasa de absorción es:
100∆WAWAMAX=5%+1210%=10%
17.C Se absorbe cloro de una mezcla gaseosa en una pequeña torre experimental de pared mojada, tal como se indica en la Fig. 17.C. El fluido absorbente es agua, que se mueve con una velocidad media de 17.7 cm seg-1. Calcular la velocidad de absorción en g-mol hr-1 , si ~cl*-H*o = 1,26 x lo-5 cm2 seg-1 en la fase líquida, y la concentración desaturación de cloro en el agua es 0,823 g de Cl, por 100 g de agua (éstos son valores experimentales a 16 OC). Las dimensiones de la columna se indican en la Fig. 17.C. Aclaración. No se tenga en cuenta la reacción entre el cloro y el agua.
La tasa de absorción esta dada por la ecuación 17.5-17, la cual puede ser rescrita en términos de la velocidad promedio de la capa.
WA=2πRLCA06DABVzπLLa solubilidad puede ser convertida a unidades molares y expresada como 0.116 g-mol/litros = 0.116 x 10-3 gr-mol/ cm3. Entonces en unidades el sistema CGS.
WA=2π1.4130.116 x 10-36(1.26 x 10-5)(17.7)π13
WA=7.58 x 10-5g-molseg
Multiplicando pro 3600 seg/hr. Se obtiene:
WA=0.273g-molhr
El numero de Reynolds para la película esta en el orden de 100, por lo tanto ocurrirán ondulaciones, esto noafectara el valor de WA significativamente.
17 D
Método de difusión para la separación de helio a partir del gas naturnal
En una corta nota publicada en Scienrific Ameritan, vol. 199, n.0 1 (julio 1958), p. 52, se describe la forma en que puede separarse el helio a partir del gas natural mediante un método desarrollado por K. B. McAfee de los Laboratorios Bell Telephone . El metodo se basaen que el vidrio pyrex es casi impermeable para todos los gases a excepción del helio; por ejemplo, el coeficiente de difusión
del helio a traves del pyrex es alrededor de 25 veces el del hidrógeno en las mismas condiciones (siendo el hidrógeno el más próximo «competidor» en el proceso de difusión). Este metodo seguramente hace posible efectuar separaciones mas eficaces y a menor coste que losmétodos anteriores
de destilación a baja temperatura.
Supóngase una mezcla de gas natural contenida en un tubo pyrex, cuyas dimensiones se indican en la Fig. 17.D. Se desea obtener una expresión de la velocidad a la que el helio pasará a través del tubo en función de la difusividad del helio en vidrio pyrex. la concentración del helio en la mezcla de gas natural, y las dimensiones del tubo....
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