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Teorias A.cubillos L.gordillo N.romero

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MODELOS FÍSICOS PARA

LA TRANSFERENCIA DE
MASA
FLUIDO-FLUIDO

Alejandra Cubillos Rojas


Laura Juliana Gordillo Torres
Natalia Romero Ortiz
1. TEORÍA DE LA PELÍCULA

o En 1904 Nernst postuló que la resistencia total


a la transferencia de masa en una fase
turbulenta está en una delgada y estancada
región en la interfase, llamada película.
o Si se supone una película muy delgada, el
gradiente de concentración es lineal.
Establece una relación Se puede utilizar cuando:
directamente proporcional entre la
velocidad de transferencia de masa
➔ El flux de transferencia de
y la difusividad
masa es elevado.
➔ A partir de correlaciones
empíricas.
No concuerda con datos ➔ Utilizando los coeficientes
experimentales: de transferencia de masa
➔ Ni α Dn estimados a partir de
➔ n varía de 0.5-0.75 correlaciones empíricas
2. TEORÍA DE LA PENETRACIÓN

o Postulado por Higbie en


1935.
o Remolinos que van del seno
del líquido a la interfase,
permanecen un tiempo (igual
para todos) y son
reemplazados por otros.
➔ Coeficiente proporcional a
Dab0.5para diferentes solutos
o No se desarrolla gradiente de
concentración.
o Pretende tomar en cuenta la
inestabilidad que existe en la
interfase de sistemas fluido-fluido.
o Espesor de la capa del líquido es
infinito. ➔ La dependencia de D es por los
o Es unidireccional. tiempos cortos de exposición.
o Transporte por difusión. ➔ Los exponentes varían desde casi
0 a 0.8/0.9.
3. TEORÍA DE LA
RENOVACIÓN
SUPERFICIAL

o Postulada por Danckwerts en 1951


o Se sugiere una mejora a la teoría de la Fracción de remolinos vs tiempo de contacto
penetración
o Remolinos en la interfase están Condiciones límites:
t=0 F(t)=0
expuestos a diferentes intervalos de
t=∞ F(t)=1
tiempo.
o Plantea una distribución de tiempo de
“Teoría ha tenido éxito en el análisis de
residencia de los remolinos en la Transferencia de masa convectiva,
interfase. específicamente en TM con reacción química en la
fase líquida”
(Henley, 1981;Rousseau, 1987; Sherwood, 1975; Treybal, 1968).
4. TEORÍA COMBINADA DE PELÍCULA Y
PENETRACIÓN

o Propuesta por Toor y Marchello


o Predice dependencia de coeficientes de transferencia de masa con la
difusividad

Fg o FL →𝑓(Dab)

o Resistencia total a la transferencia es una película de espesor sigma.


o Remolinos se mueven (penetran) entre el seno del fluido y la película.
o Se tienen en cuenta la distribución de tiempos de residencia descrito por
(Danckwerts).
5. TEORÍA COMBINADA DE PELÍCULA Y
RENOVACIÓN SUPERFICIAL

o Se desarrolló por Dobbins


debido a su interés por saber la
cantidad de oxígeno que
absorben los ríos y arroyos.
➔ Dab grande, penetración
➔ Dab grande, penetración
rápida o rapidez de
lenta o rapidez de renovación
renovación superficial
superficial grande.
pequeña.

➔ Coeficiente de ➔ Se sigue la teoría de


transferencia de masa de renovación de Danckwerts.
carácter por teoría de
película.
6. TEORÍA DE ESTIRAMIENTO SUPERFICIAL

Lightfoot y colaboradores aplicaron los conceptos de penetración-


renovación de la superficie a situaciones en donde cambia
periódicamente con el tiempo la superficie interfacial a través de la
cual sucede la transferencia de masa. En donde:

A: Superficie interfacial dependiente del


tiempo.
Ar: Un valor de referencia de, definido para
cada situación.
tr: Una constante, con dimensiones de tiempo
definida para cada situación
REFERENCI

AS
● Treybal,R. (1980). Mass transfer operations. (Third edition). Singapore:McGraw Hill. pp. 59-64.
● Suastegui, A. (1997). Análisis de los modelos en transferencia de masa para los empaques
estructurados. Tesis para obtener él titulo de Ingeniero Químico. Instituto Tecnológico de Toluca. pp.
50-89.
● Conceptos de transferencia de masa. Apuntes dados por el profesor Gerardo Rodríguez.
● Transferencia de masa (2013). Recuperado de:
http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/TM2013-10-2915a_25718.pdf

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