DISTRIBUCIONES DE CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS Y FLUJO LAMINAR

Balances de materia en la envoltura: Condiciones Límite
1. resueltos por
  1. Balances de materia
    1. para
      1. 1 o más especies químicas sobre una delgada envoltura de sólido o fluido
        en donde
        La especie A en un sistema binario se escribe sobre el volumen de la envoltura
        de la forma
        La especie química A
        Puede entrar o salir del sistema por difusión o convección
        Puede producirse o consumirse por reacciones homogéneas
Difusión a través de una película de gas estancada
1. corriente de gas de A y B
  1. 1. Difusión de A en estado estacionario a través de B estancada, donde la interfase líquido-vapor se mantiene fija
    2. Todo el sistema se mantiene a temperatura y presión constantes
    3. La competente z de la velocidad no depende de la coordenada radial
    4. En estad0o estacionario hay un movimiento neto
      1. en donde
        (A) queda lejos de la interfase y la especie B es estacionaria
    5. Para un mezcla de gas ideal, la ecuación de estado es:
Difusión con una reacción química
1. Heterogénea
  1. Modelo sencillo para un reactor catalítico
    1. donde se lleva a cabo
      1. Una reacción 2A ->B
        Cada partícula catalizadora está rodeada de una película gaseosa estancada
        en donde
        (A) debe difundirse para alcanzar la superficie del catalizador
        En el catalizador la reacción ocurre instantáneamente
        luego
        El producto B se difunde retirándose a través de la película gaseosa hacia la corriente principal
        La película de gas a veces es isotérmica
2. Homogénea
  1. El gas A se disuelve en el liquido B en un vaso de precipitado y se difunde isotérmicamente en la fase líquida
    1. Experimentando una reacción química homogénea irreversible de 1er orden "A + B -> AB
      1. Ejemplo: La absorción del CO2 por una Solución acuosa concentrada de NaOH
        Solución binaria (A Y B)
        AB es ignorada en la suposición seudobinaria
        Balance para A sobre un espesor Az de la fase liquida se vuelve
Difusión a una película Líquida descendente
1. Transferencia de masa por convección forzada (absorción en un gas)
  1. donde
    1. El flujo viscoso y la difusión ocurren en condiciones que no afecte el campo de velocidad
      1. El material A es solo ligeramente soluble en B
        Ejemplo: Absorción de O2 en H2O
  2. 1. Absorción A a un película descendiente del líquido B
2. Disolución de un sólido
  1. El líquido fluye B fluye en movimiento laminar hacia abajo por una pared vertical
    1. 1. La pared está hecha de una especie A que es ligeramente soluble en B
      2. Disolución del sólido A dentro de un película descendente del líquido B
        Se mueve con perfil parabólico de velocidad totalmente desarrollado
      3. Para distancias cortas corriente abajo no se difunde muy adentro de la película descendente
Difusión y Reacción química dentro de un Catalizador poroso
1. Difusión para gases y líquidos en sistemas de geometría sencilla
  1. Se aplica la Ley de Fick para describir la difusión en el interior de un pellet
    1. Se describe una difusión media del reactivo en términos de una "difusividad efectiva"
      1. La partícula se considera esférica cuando el catalizador es de radio R
        Se sumerge en una corriente gaseosa que contiene el reactivo A y el producto B
        La especie A se difunde a través de los pedacitos tortuosos en el catalizador y se convierten en B sobre las superficies del mismo
Difusión en un sistema gaseoso de tres componentes
1. Sistemas binarios o de dos componentes
  1. Ejemplo: Agua líquida se evapora en aire
    1. Se toma como una mezcla binaria de:
      1. Nitrógeno
      2. Oxigeno
      3. 352K
    2. La interfase se considera z=0
      1. Se conocen
        La presión de vapor de agua
        Fracciones molares
      2. Las densidades de flujo molar de las tres especies son constantes en estado estacionario

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