1. 1. QU SON LOS FENMENOS DE TRANSPORTE? El dominio de los fenmenos de transporte comprende tres temas estrechamente relacionados: DINMICA DE FLUIDOS TRANSMISIN DE CALOR TRANSFERENCIA DE MATERIA.
2. 2. RAZONES DEL ESTUDIO DE LOS FENOMENOS DE TRANSPORTE A menudo se presentan de manera simltanea en problemas industriales, biolgicos, agrcolas y metereolgicos; de hecho, el desarrollo de cualquier proceso de transporte en forma individual es la excepcin, ms que la regla. Las Ecuaciones bsicas que describen los tres fenmenos de transporte estn bastante relacionadas entre s. La semenjanza de las ecuaciones es la base para resolver problemas por analoga.
3. 3. Los mecanismos moleculares que constituyen la base de los diversos fenmenos de transporte tienen una estrecha relacin entre s. Toda la materia est hecha de molculas, y los mismos movimientos e interacciones moleculares son responsables de la viscosidad, conductividad trmica y la difusin.
4. 4. FENOMENOS DE TRANSPORTE INGENIERIA QUIMICA. Transporte - Difusin 4 TRANSPORTE DE ENERGIA TRANSPORTE DE MATERIA TRANSPORTE DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO TRANSFERENCIA DE MASA--------------------------------------Gradiente de concentracin TRANSFERENCIA DE CALOR-------------------------------------Gradiente de temperatura TRANSFERENCIA DE CANTIDAD DE MOVIMIENTO-------Gradiente de velocidad
5. 5. INGENIERIA QUIMICA. Transporte - Difusin 5 SISTEMA A1 A2 A4 A3 Estado Estacionario
6. 6. INGENIERIA QUIMICA. Transporte - Difusin 6
7. 7. INGENIERIA QUIMICA. Transporte - Difusin 7
8. 8. INGENIERIA QUIMICA. Transporte - Difusin 8
9. 9. INGENIERIA QUIMICA. Transporte - Difusin 9
10. 10. PRIMERA LEY DE FICK Adolf Eugen Fick (1829-1901) FUNDAMENTO: Describe el movimiento de una especie qumica A atravs de una mezcla binaria de A y B debido a un gradiente de concentracin de A. EJEMPLO: Al dejar caer un pequeo cristal de permanganato de potasio en un vaso de precipitado que contenga agua. El KMnO4 empieza a disolverse en el agua, y muy cerca del cristal hay una solucin concentrada prpura oscura de KMnO4 se difunde lejos del cristal. El avance de la difusin puede seguirse entonces al observar el crecimiento de la regin purpura oscura.
11. 11. DIFUSIVIDAD DEL PERMANGANATO DE POTASIO
12. 12. EJERCICIO Calcular la densidad de flujo de masa j(ay) en estado estacionario del helio para el sistema siguiente a 500c. La presin parcial del helio es 1 atm a y=0 y cero en la superficie superior de la lmina. el espesor y de la lmina de cristal de Pyrex es 10 mm, y su densidad () = 2,6/3 Se ha reportado que la solubilidad y la difusividad del helio en cristal Pyrex es de 0.0084 volmenes de helio gaseoso por volumen de cristal y = 0.2107 2 /, respectivamente. Demostrar que es razonable despreciar la velocidad media de masa. Solucin 0 = 0.0084 0 = (0.0084) (1.0 )(4.00/) 82.053 / )(773) 0 = 5.3107 /3
13. 13. As, la fraccin de masa del helio en la fase slida en la superficie inferior es 0 = 0 0+0 = 5.3107 5.3107+2.6 = 2.04 107 Ahora podemos calcular la densidad de flujo del helio a partir de la ecuacin: = 00 = (2.6/3 )(2.0 108 2 /) 2.04107 103 = 1.05 1011 /2 Luego la velocidad del helio puede obtenerse a partir de la ecuacin: = + / =0= 1.051011 /2 5.3107 /3 + 0 = 1.98 105 / + 0 Entonces, el valor correspondiente de la velocidad media de masa del sistema cristal-helio en y=0 se obtiene a partir de la ecuacin: = + 0 = (2.04 107 )(1.98 105 / + 0) + (1 2.04 107 )(0) 0 = (2.04107)(1.98105 / ) 12.04107 0 = 4.04 1012 /
14. 14. VIDEO PRIMERA LEY DE FICK
15. 15. INGENEIRIA QUIMICA. Transporte - Difusin 15 LEY DE DIFUSION DE FICK Es la rapidez de difusin por unidad de area de seccin transversal en una direccin determinada es proporcional al cambio de la concentracin del soluto en esa direccin. La ecuacin para esta ley es:
16. 16. INGENIERIA QUIMICA. Transporte - Difusin 16 Difusin (visin esttica)Movimiento molecular en la difusin mayorno.demolculas Difusin en una superficie slida
17. 17. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DIFUSION INGENIERIA QUIMICA. Transporte - Difusin 17 TEMPERATURA DIFERENCIA DE CONCENTRACION DISTANCIA DE DIFUSION DIFUSION Y MATERIALES HUESPEDES