Transferencia de masa interfacial

Transferencia de masa interfacial.
Las correlaciones de las velocidades de transferencia de materia en una interfase son muy utilizadas para el análisis ingenieril de procesos tales como la destilación, absorción, extracción, secado y reacciones químicas heterogéneas. Estas correlaciones son en gran parte empirica, debido a que, en general los procesos son demasiado complejos para analizarlosdetalladamente.
En la mayoría de las operaciones de transferencia de masa, se ponen en contacto dos fases insolubles, con el fin de que entre dichas fases se establezca la transferencia de las sustancias que las forman.. Al mismo tiempo, los gradientes de concentración del sistema de dos fases, indican el alejamiento de la posición de equilibrio que existe entre las fases. Si se estableciese elequilibrio, los gradientes de concentración y por ende la rapidez de difusión descenderían a cero. Por lo tanto, es necesario considerar tanto los fenómenos de difusión como los equilibrios, con el fin de describir por completo las diferentes situaciones.
DIFUSIÓN INTERFACIAL establecido que el alejamiento de la posición de equilibrio proporciona la fuerza motriz para la difusión, la rapidez dedifusión en función de las fuerzas motrices. Muchas de las operaciones de transferencia de masa se llevan a cabo en la forma de flujo estacionario (continuo), con flujo continuo e invariable de las fases en contacto y bajo circunstancias tales que las concentraciones en cualquier punto del equipo usado no cambian con el tiempo. Es conveniente utilizar como ejemplo una de estas operaciones, a fin deestablecer los principios, los cuales posteriormente se generalizarán a otras operaciones. Con este propósito, considérese la absorción de un gas soluble, como amoniaco (sustancia A), de una mezcla formada, por ejemplo, de aire y amoniaco; se usa agua líquida como absorbente; la absorción se realiza en uno de los aparatos más sencillos, la torre de paredes.

Modelo de transferencia convectiva demasa
La transferencia de masa por convección es un mecanismo de transporte que se lleva a cabo entre una superficie límite y un fluido en movimiento o entre dos fluidos en movimiento, relativamente no miscibles. Esto significa que la convección existirá siempre que ocurra transferencia de masa entre dos fases de naturaleza distinta.

Cuando ocurren procesos de transferencia de masa entre dosfases de naturaleza distinta, las condiciones en la vecindad de la interfase son difíciles de observar experimentalmente, en particular cuando prevalecen condiciones de flujo turbulento en su cercanía. Esto dificulta el análisis del proceso de transferencia de masa y la posibilidad de manipularlo con fines prácticos.
Una forma de abordar estos problemas es realizar mediciones experimentales en lasregiones donde estas son posibles y postular modelos que traten de describir los fenómenos en las zonas donde no se pueden efectuar tales mediciones.  La combinación de los resultados del análisis realizado con los modelos y los resultados experimentales ayuda a verificar si el modelo propuesto es realista. Para esta situación, el papel de los modelos es establecer un puente entre lo que seobserva en el seno del fluido y los que ocurre en la vecindad de la interfase. Los modelos que se han propuesto para explicar los fenómenos de transferencia de masa interfacial parten de la suposición de que la resistencia a la transferencia se limita a una región cercana a la interfase.
Coeficiente de transferencia de masa, correlaciones y analogías (Reynolds, Chilton-Colburn)
Chilton y colburndescubrieron que la mejor correlación entre los datos experimentales obtenidos en la transferencia de masa, están dados por la expresión:
KCV∞= Cf /2SC2/3

J0=k0v∞SC 23 = Cf2
Esta analogía es válida para líquidos y gases dentro de los valores 0.6< SC <2500. El término JD se denomina factor j de transferencia de masa y es análoga al factor j de transferencia, de finido por la ecuación....