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Teresita de Jesús Ariza Ortega
ES202109236
Fenómenos de transporte

Docente:
Carlos Arturo Carrasquedo Peñaloza

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Difusión a través de una película gaseosa estancada

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Difusión a través de una película gaseosa estancada

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Planteamiento del fenómeno de transporte

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Planteamiento del fenómeno de transporte

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Se trata de la difusión de A en estado estacionario a través de B estancada, donde la interfase líquido-vapor se mantiene en una posición fija. La gráfica muestra cómo los perfiles de concentración se desvían de las líneas rectas debido a la contribución por convección a la densidad de flujo de masa.

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Distorsión del perfil de concentración por difusión

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Distorsión del perfil de concentración por difusión

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Se considera que la difusividad es prácticamente independiente de la concentración.
Se realiza una derivada con respecto de x, se integra y se evalúa el sistema con las condiciones mencionadas dentro de las consideraciones, obteniendo las ecuaciones para los perfiles de las constantes C₁ y C₂.

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Se requiere conocer los siguientes datos:

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Se requiere conocer los siguientes datos:

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Fracción molar de la concentración de la fase gaseosa.
Relación entre la presión de vapor de A y la presión total.

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El líquido A se esta evaporando en seno del gas B.
Se mantiene el nivel del líquido durante el proceso z = z1
Se desprecia la solubilidad entre A y B.
La fracción molar de A en la parte superior del sistema, es constante.

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La temperatura y presión como constantes.
Los gases A y B se comportan como ideales.

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A se aleja de la superficie de evaporación.
B permanece estacionario.
Y se aplica la presente ecuación.

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En estado estacionario.
Cuando el incremento de la columna es delta-z.
Se aplica la fórmula presente.

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Para mezclas gaseosas ideales a temperatura y presión constantes, c es una constante, y la DAB, es prácticamente independiente de la concentración.
Se obtiene, una ecuación diferencial de segundo orden.

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Se debe integrar y evaluar bajo las condiciones indicadas.

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Al sustituir los valores en la ecuación inicial, se obtienen las ecuaciones presentes.

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Los valores de las constantes C₁, C₂ y Cs se representan en las ecuaciones presentes.

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De la misma manera se calcula la concentración para la región media (desde z₁ hasta z₂) con apoyo de la ecuación presente.

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La velocidad de transferencia de materia en la interfase líquido-gas, es decir, la velocidad de evaporación se calcula con la ecuación presente.

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Velocidad de evaporación con una fuerza motriz

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Velocidad de evaporación con una fuerza motriz

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Al referirse a fuerza motriz, estamos relacionando la presión total y las presiones parciales de los componentes A y B. En una ecuación que queda de la siguiente manera.

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Esta metodología de resolución sirve para analizar actividades desarrolladas experimentalmente.

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En los fenómenos de transferencia de masa se estudia el movimiento de algún componente en otro. En el caso de la difusión sigue la teoría de Fick y se trata de la difusión a través de una película gaseosa estancada; y puede obtener la velocidad de evaporación y el perfil de la concentración de los componentes mediante las ecuaciones propuestas.

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Bird R. B., Stewart W. E., Lightfoot E. N. (2001) Fenómenos de transporte. Reverté ediciones. México. ISBN: 968-6708-17-0
Universidad abierta y a distancia de México. (2021) Fenómenos de transporte. Unidad 3. Ingeniería en Biotecnología. Bloque 2 Semestre 2021-1. México.