Transferencia de Masa Homogénea

1. Δy Volumen decontrol (CV) Δz x x+Δx Transferencia de Masa Homogénea 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 Flux de i = Difusion de i + Convección de i

5. ¿Cuándo es válido suponer que……? • v∞ 0, 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. Difusividad Gases ~ 10-5 m2/s Líquidos ~ 10-9 m2/s Sólidos ~ 10-14 m2/s No hay buenas correlaciones (muchas variaciones)

7. Δy Volumen de control (CV) Δz x x+Δx 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

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

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

10. O2 CN- Au Au(CN)2- OH- Relación entre especies reaccionantes 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 HomogéneaCoordenadas 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. Ci* Se describe la convección principalmente por correlaciones km = f(v, ρm, μm) Ni = km(Ci - Ci) Como condición de frontera

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

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