Transporte de masa
Páginas: 13 (3242 palabras)
Publicado: 24 de enero de 2011
TRANSPORTE DE MASA EN EXTRACCIÓN FASE SÓLIDO - LIQUIDO Autora: PATRICIA GABRIELA ULLAURI UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR QUITO – ECUADOR 2010 Para consultas o comentarios, ponerse en contacto con: Patricia Gabriela Ullauri e-mail: patiuz@yahoo.com
Transporte de masa en extracción fase sólido - líquido 1 INTRODUCCIÓN 1.1 TRANSPORTE DE MASA Cuando un sistema contiene dos o más componentes (9)cuyas concentraciones varían de un punto a otro, presenta una tendencia natural a transferir la masa, haciendo mínimas las diferencias de concentración dentro del sistema. 1.2 MECANISMO DE TRANSPORTE DE MASA El mecanismo de transferencia de masa depende de la dinámica del sistema, ya sea por medio del movimiento molecular fortuito en los fluidos en reposo o puede transferirse de una superficie a unfluido en movimiento, ayudado por las características dinámicas del flujo. El conocer la rapidez de difusión del soluto en el solvente relacionada con la velocidad de la mezcla en la cual se está moviendo en un punto cualquiera y en cualquier dirección depende de la gradiente de la concentración en ese punto y en esa dirección lo que llevó a Fick a postular una relación empírica del flujo molardenominándola Primera Ley de Fick. Primera Ley de Fick La difusividad no es, de ordinario, una constante para un sistema dado, sino que depende de la concentración y de la temperatura. La verdadera fuerza motriz de la difusión no es probablemente la concentración, como explica la ecuación sino más bien la actividad o potencial químico, actividad que será igual en todo el sistema en el momento delequilibrio, sin embargo el equilibrio del sistema en función de la concentración define la difusividad. Si se parte de la primera Ley de Fick se puede llegar a una ecuación diferencial como la indicada: Conocida como la Segunda Ley de Fick, y que para su resolución se puede recurrir a métodos numéricos y se llega a una expresión que relaciona a la difusividad con variables susceptibles de mediciónprecisa Puede ocurrir que la sustancia A pase del sólido a la corriente del fluido que lo rodea 1.2.1.1.1.1.1.1 3.1.1. Fenómeno difusional en fluidos en movimiento. Un fluido líquido puede tener dos tipos de movimiento (11) laminar y turbulento:
En el movimiento de un líquido laminar los componentes se mezclan a escala molecular, (12) las finas láminas formadas no permiten que las capasadyacentes se entremezclen. En el movimiento de un líquido turbulento, las velocidades secundarias de entremezcla entre láminas son fortuitas, según el tiempo y la posición, debiendo realizar un estudio estadístico, asumiendo la presencia de pequeños remolinos que transportan pequeñas porciones de líquidos de un lugar a otro perdiendo su identidad hablando de sus propiedades, resolviendo así el problemadel por que las concentraciones son uniformes por todo un líquido turbulento. Debiendo asumir que existe una gradiente de concentración entre el remolino y el fluido, difusividad representada por e de donde se tendrá : kC, el coeficiente de difusión (13) llamado también difusividad, es la constante de proporcionalidad entre la densidad de flujo de las especies que se difunden y el gradiente depotencial apropiado o fuerza impulsora; incluye las propiedades de las regiones de flujo laminar y turbulento del líquido así como las difusividades en cualquier porción. Cuando se tiene sistemas de soluciones muy diluidas, y agregando el hecho de la dificultad del cálculo de la difusividad al usar la ecuación 3.1.1 – 2, se recurre a la ecuación de Othmer y Thakar, la que es aplicable para sistemasbinarios líquidos y diluidos, condiciones que cumple el sistema en estudio: Los valores de Vi, son calculados utilizando la regla de Koop. El coeficiente de transporte de masa, kc, (14) esta influenciado por la magnitud de la difusividad y por las consideraciones hidrodinámicas del movimiento del líquido. Es costumbre y es útil, en correlaciones empíricas o en desarrollos teóricos, describir el...
Transporte de masa en extracción fase sólido - líquido 1 INTRODUCCIÓN 1.1 TRANSPORTE DE MASA Cuando un sistema contiene dos o más componentes (9)cuyas concentraciones varían de un punto a otro, presenta una tendencia natural a transferir la masa, haciendo mínimas las diferencias de concentración dentro del sistema. 1.2 MECANISMO DE TRANSPORTE DE MASA El mecanismo de transferencia de masa depende de la dinámica del sistema, ya sea por medio del movimiento molecular fortuito en los fluidos en reposo o puede transferirse de una superficie a unfluido en movimiento, ayudado por las características dinámicas del flujo. El conocer la rapidez de difusión del soluto en el solvente relacionada con la velocidad de la mezcla en la cual se está moviendo en un punto cualquiera y en cualquier dirección depende de la gradiente de la concentración en ese punto y en esa dirección lo que llevó a Fick a postular una relación empírica del flujo molardenominándola Primera Ley de Fick. Primera Ley de Fick La difusividad no es, de ordinario, una constante para un sistema dado, sino que depende de la concentración y de la temperatura. La verdadera fuerza motriz de la difusión no es probablemente la concentración, como explica la ecuación sino más bien la actividad o potencial químico, actividad que será igual en todo el sistema en el momento delequilibrio, sin embargo el equilibrio del sistema en función de la concentración define la difusividad. Si se parte de la primera Ley de Fick se puede llegar a una ecuación diferencial como la indicada: Conocida como la Segunda Ley de Fick, y que para su resolución se puede recurrir a métodos numéricos y se llega a una expresión que relaciona a la difusividad con variables susceptibles de mediciónprecisa Puede ocurrir que la sustancia A pase del sólido a la corriente del fluido que lo rodea 1.2.1.1.1.1.1.1 3.1.1. Fenómeno difusional en fluidos en movimiento. Un fluido líquido puede tener dos tipos de movimiento (11) laminar y turbulento:
En el movimiento de un líquido laminar los componentes se mezclan a escala molecular, (12) las finas láminas formadas no permiten que las capasadyacentes se entremezclen. En el movimiento de un líquido turbulento, las velocidades secundarias de entremezcla entre láminas son fortuitas, según el tiempo y la posición, debiendo realizar un estudio estadístico, asumiendo la presencia de pequeños remolinos que transportan pequeñas porciones de líquidos de un lugar a otro perdiendo su identidad hablando de sus propiedades, resolviendo así el problemadel por que las concentraciones son uniformes por todo un líquido turbulento. Debiendo asumir que existe una gradiente de concentración entre el remolino y el fluido, difusividad representada por e de donde se tendrá : kC, el coeficiente de difusión (13) llamado también difusividad, es la constante de proporcionalidad entre la densidad de flujo de las especies que se difunden y el gradiente depotencial apropiado o fuerza impulsora; incluye las propiedades de las regiones de flujo laminar y turbulento del líquido así como las difusividades en cualquier porción. Cuando se tiene sistemas de soluciones muy diluidas, y agregando el hecho de la dificultad del cálculo de la difusividad al usar la ecuación 3.1.1 – 2, se recurre a la ecuación de Othmer y Thakar, la que es aplicable para sistemasbinarios líquidos y diluidos, condiciones que cumple el sistema en estudio: Los valores de Vi, son calculados utilizando la regla de Koop. El coeficiente de transporte de masa, kc, (14) esta influenciado por la magnitud de la difusividad y por las consideraciones hidrodinámicas del movimiento del líquido. Es costumbre y es útil, en correlaciones empíricas o en desarrollos teóricos, describir el...
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