Transferencia de Masa Homogénea

Presentación del tema: "Transferencia de Masa Homogénea"— Transcripción de la presentación:

1 Transferencia de Masa Homogénea
Volumen de control (CV) Δz Δy x x+Δx Coordenadas Rectangulares

2 Coordenadas Cilíndricas y Esféricas (en R)

3 ¿Cuándo es válido suponer que……?
¿Hay reacción? + i es producida por la reacción en el CV -  i es consumida por la reacción en el CV ¿Cuando es ? se consume i dentro del CV a la misma velocidad que se suministra se produce i dentro del CV a la misma velocidad que se sale

4 Flux de i = Difusion de i + Convección de i

5 ¿Cuándo es válido suponer que……?
Cerca de paredes o superficies estáticas (en capas límite) Dentro de cuerpos porosos Di-m  constante Válido, cuando las gradientes de temperature y concentración son relativamente pequeñas No tan válido, pero supuesto en la mayoría de los casos Hay reacción Cuando ocurre enteramente dentro del CV (no cuenta como tal cuando se lleva a cabo solamente en la superficie)

6 No hay buenas correlaciones (muchas variaciones)
Difusividad Gases ~ 10-5 m2/s Líquidos ~ 10-9 m2/s Sólidos ~ m2/s No hay buenas correlaciones (muchas variaciones)

7 Condiciones Iniciales y de Frontera
Condición inicial (1), Justo lo que dice: la concentración inicial ó su perfil Condiciones de frontera (2), Lo que está sucediendo en la frontera Situaciones comunes: Reaction heterogénea (±’) Concentración fija Frontera entre fases (interfase) - equilibrio - convección Volumen de control (CV) Δz Δy x x+Δx

8 Condiciones de Frontera Comunes
Reacción: Ni =i Disolución: Ci = Ci* = f(Ksp) Convección: I N T E R F A S rxn Ci* Ci*

9 Interconexión entre Especies mediante una Reacción
A + 3B  2C A+3B  2C Dentro del CV -A =-B =+C Como una condición de frontera -NA =-NB =+NC A B C S U P E R F I

10 Relación entre especies reaccionantes
CN- Au(CN)2- Au OH- 4Auo+O2+8CN-+2H2O  4Au(CN)2-+4OH-

11 Reacciones Pseudo-homogéneas
La reacción se llevan a cabo en el interfase liquido-líquido (ó líquido-sólido) rxn

12 Transferencia de Masa Homogénea Coordenadas Rectangulares, Cilíndricas y Esféricas

13 Convección en una Interfase Heterogénea
En la interface, Flux Difusivo = Flux Convectivo La difusión es fácil de describir, sin embargo… La convección es difícil Es muy complicado describir el patrón de flujo alrededor de un objeto

14 Como condición de frontera
Se describe la convección principalmente por correlaciones km = f(v, ρm, μm) Ni = km(Ci - Ci) Como condición de frontera Ci*

15 Transferencia de Masa Compuesta
Propiedades cambiantes Cambio de fases Cambio en la dirección de flujo

16 En las fronteras, igualdad de fluxes
¿Porqué?......no hay acumulación (fronteras tienen volumen despreciable)   Truco: Resolver cada sección por separado, luego igualar

17 Problema Pseudo-homogéneo Flujo en tubería con una reacción en la pared
X

18 Mass transfer situations
Difusión en estado estacionario a través de una membrana Difusión en estado estacionario a través de una membrana c/reacción en las interfases Difusión en estado estacionario a través de una membrana c/reacción en la misma membrana Difusión transiente de hidrógeno monoatómico a través de acero Flujo de oxígeno en los capilares con reacción en los tejidos Transferencia de masa en gotas con reacción en la interfase Difusión de i a una superficie donde ocurre la reacción A+3B2C Difusión de i a una superficie pasivada donde ocurre la reacción A+3B2C