Práctica 1 - Difusion Molecular

7/25/2019 Prctica 1 - Difusion Molecular

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UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTBALDE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y METALURGA

ESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL DEINGENIERA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

ASIGANATURA DE TRANSFERENCIA DE MASA: AI-443

PRCTICA N 0

!DIFUSIN MOLECULAR"

FECHA DE PRCTICA : 25 de Setiembre de 2013 (Recuperaci!" e#2$%FECHA DE E&TRE'A : 03 de ctubre de 2013'R)P : *i+rc,#e-" 10 . 1 pm/PRFESRA : I!/ A!!a E'ARRAA)*&A : Paucarua!ca 4ariuam!" 4ude 6atia

A4AC)CH . PER7


2/16

2013

INTRODUCCIN

a tra!-8ere!cia de ma-a p,r di8u-i! m,#ecu#ar e- e# tr!-it, dema-a c,m, re-u#tad, de u!a di8ere!cia de c,!ce!traci! e! u!ame9c#a/

a- m,#+cu#a- di-ue#ta- de# i,#eta de cri-ta# di8u!de! #e!tame!tede-de #a rei! de a#ta c,!ce!traci!" te!die!d, a c,!ertir u!i8,rme#a c,!ce!traci!/ E-te tip, de di-cu-i! -e debe a# m,imie!t,errtic, de #a- m,#+cu#a- ; -e de!,mi!a di8u-i! m,#ecu#ar/ Se er e#8e!me!, de# m,imie!t, de #a- part


3/16

I# OB$ETIVOS:

Di-ti!uir ; di8ere!ciar #a di8u-i! m,#ecu#ar de #a di8u-i!

c,!ectia/ Determi!ar #a di8u-iidad para u! ap,r a tra+- de u!a

c,#um!a e-ttica de aire ea#uada a #a- c,!dici,!e- de##ab,rat,ri,/

Ea#uar #a- caracteru


4/16

JA=DABdCA

dz

Ec/ (1%

Para e# e-tudi, de# tra!-p,rte m,#ecu#ar e! medi,- ,b-erad,- c,!

re-pect, a u! pu!t, de re8ere!cia" -e c,!-idera e# e8ect, de#m,imie!t, de #a 8a-e a u!a determi!ada e#,cidad media (8a-e#,ba#me!te e! m,imie!t,%" adici,!!d,-e ect,ria#me!te -,bre #adi8u-i! !eta:

NA=JA+CAu=JA+XANj Ec/ (2%

a ap#icaci! ; re-,#uci! de #a Ec/ (02%" de acuerd, a #,- ca-,-ea#uad,-" permite cua!ti?car #a de!-idad de @u, m,#ar de #ae-pecie A tra!-p,rtad, de!tr, de u! -i-tema" -ueta a cierta-c,!dici,!e- di8u-ia-/

E# ca-, ea#uad, e! #a prctica e- #a di8u-i! de# ap,r (de-de #a-uper?cie de# #uid, carad, e! e# capi#ar% acia e# t,pe -uperi,re!ti#ad," a tra+- de u!a c,#um!a de aire e-ttic, (a temperatura ;pre-i! de?!ida%" ta# >ue #a re-,#uci! de #a Ec/ (02% para &=B 0 e-:

NA

=DAB

L

P

RT ln

(1YA 2

1YA 1 )Ec/ (3%

A partir de #a ariaci! de #a c,#um!a de #uid, (p,r eap,raci!"e-taci,!aria% c,! re-pect, a# tiemp," -e determi!a #a de!-idad de@u, m,#ar de# ap,r a tra+- de# aire e-ttic,:

NA=( AMA )L

=( AMA )

LL0

t

Ec/ (%

C,mbi!a!d, #a Ec/ (03% c,! #a Ec/ (0% -e determi!aeperime!ta#me!te #a di8u-iidad de# ap,r e-tudiad, e! e# capi#ar" ;

c,!-iderad, e# etrem, -uperi,r e!ti#ad, (4A2 0%:

DAB=( AMA )L(RT

P)L

1

ln

(

1YA21YA1

)

=NALm(RT/P )

ln ( 11YA1)Ec/ (5%


5/16

De ta# ma!era >ue" para cada t1eperime!ta# rei-trad, (i 0% -edebe ,bte!er e# re-pecti, a#,r de di8u-iidad: DD=i" c,!,cie!d, >ue:

Lmi=(Li+Lo)/2NAi=( AMA )

LiL0ti

Ec/ ($%

Para a##ar e# a#,r 4A1" -e e!tie!de >ue #a i!ter8a-e a-#i>uid, e-t-aturad,:

YA1=PA1

P

PAsat

P

Ec/ (G%

a pre-i! de -aturaci! depe!de de #a temperatura ; -e puededetermi!ar c,! #a Ec/ De A&TI&E:

LnPsat=A B

T+C,

Para e# -i-tema e-peci?cad, de Acet,!a . Airei!re-a!d, #a temperatura e! (6% ; #a pre-i! e!(mmH%" -e tie!e #a- -iuie!te- c,!-ta!te-:

Ec/ (%

Etraid, de: Cemica# E!i!eeri!J de C,u#-,! ;

Ricard-,!K Seu!da edici!" L,#ume! $ Edit,ria#=utterM,!rt Hei!ema!!/ 'reat =ritai! 1NN$


6/16

A=16.6513B=2940.46

C=35.930

II#2# T1*(&.1.*/% . +( %*.1&/%

a tra!-8ere!cia de ma-a -e ba-a e! #a- ##amada- ,peraci,!e- de-eparaci!" para #, cua# -e ace i!di-pe!-ab#e c,mpre!der #atra!-8ere!cia de ma-a a tra+- de #a- i!ter8a-e-/ a i!ter8a-e ,-uper?cie i!ter8acia# -e e!era a# p,!er e! c,!tact, d,- 8a-e-i!mi-cib#e-K O ; " e!tre #a- cua#e- -e tra!-8iere p,r #, me!,- u!ae-pecie >u


7/16

2# )ti#i9a!d, #a eri!a dep,-itar u! -,#e!te #uid, (A% ae-tudiar-e e! e# capi#ar" ta# >ue -e rep,rte u!,- 10 cm dee-paci, e!tre #a -uper?cie de# #uid, ; e# t,pe -uperi,r de#capi#ar/

3# E-tabi#i9ar e# -i-tema" ta!t, t+rmica ; di8u-iame!te/4# Rei-trar #a ariaci! de #a a#tura de# e-paci, di8u-i,!a# (%

c,! re-pect, a# tiemp, (t%" -e rec,mie!da #a #ectura cada 30mi!/

RESULTADO:

Cuadr, & 1: re-ume! de dat,-/N T%.+7,

8+%*6

L 8/+6 9 8/+6 SL

8/+6

DAB

x103 m2/min %

0 /5 2 30 / /$5 0/30 1/51353 $0 5/1 /N5 0/$0 1/$1114 N0 5/3 5/20 0/0 1/505 120 5/5 5/0 1/00 1/$G; 150 5/G 5/$0 1/20 1/52< 10 $/0 5/5 1/50 1/5$G

CLCULOS:

= De!-idad de #a cet,!a

a!tona=("!so#ast$! ai$!"!so #ast$! a!tona"!so #ast$! ai$!"!so %2

&(d ) )' a(ua (40 ) C)

a!tona=( 6.55795.78106.55795.5688 )'992.215*(/m3

a!tona=779.3467*(

m3'

1000 (

1+( '

m3

1000L=779.3467 (/L

= De #a ecuaci! (%/

LnPsat=A

B

T() *)+C


8/16

LnPsat=16.6563

2940.47

31335.92=6.0439

(AntiLn)LnP sat=(AntiLn)6.0439

P

sat

=421.5338

mm%(

De #a ecuaci! (%

YA1=PA1

P

PAsat

P

YA1=PA

sat

P=

421.5338

548 =0.7692

De #a ecuaci! (5% ca#cu#am,- #a di8u-iidad para cada tiemp,/

DAB=( AMA )L(RT

P)L

1

ln(1YA21YA1 )A=779.35( /L

MA=58.08 (/mo#

R=0.082 Latm

mo#)*L=0.0465m

DAB2=( 779.35 ( /L58.08(/mo# )0.0465m( 0.082 L,atm

mo# ) *(313 ) *)

0.72atm ) 3x103 m30min 1ln ( 110.77 )

DAB2=( 13.4186mo#L )0.0465m( 35.65Lmo# ) 3x103 m

30min

1

ln (4.3478 )

DAB2=2.2243x 10

3m

2

min '

1

1.4696=1.5135x103 m2/min


9/16

DAB3=( 779.35 ( /L58.08(/mo# )0.0495m( 0.082 L,atm

mo# ) *(313 ) *)

0.72atm ) 6x 103m60min 1ln ( 110.77 )

DAB3=( 13.4186mo#L )0.0495m( 35.65Lmo# ) 6x103

m

60min

1

ln (4.3478 )

DAB3=2.3679x 10

3m

2

min '

1

1.4697=1.6111x103 m2/min

DAB4=( 779.35 (/L58.08( /mo# )0.052m(0.082 Latm

mo#)*(313) *)

0.72atm )8x103

m

90min

1

ln( 110.77 )

DAB4=( 13.4186mo#L )0.052m(35.65Lmo# ) 8x 103

m

90min

1

ln (4.3478 )

DAB4=

2.2111x 103

m2

min '

1

1.4697=1.5045

x10

3

m

2

/min

DAB5=( 779.35 ( /L58.08(/mo# )0.054m( 0.082 L,atm

mo#)*(313 ) *)

0.72atm )10x 103 m

120min

1

ln ( 110.77 )

DAB5=(13.4186mo#

L )0.054m(35.65L

mo# )10x 10

3

m120min

1

ln (4.3478 )

DAB5=2.1527x10

3m

2

min '

1

1.4697=1.4647x 103 m2/min


10/16

DAB6=( 779.35 ( /L58.08(/mo# )0.056m( 0.082 L,atm

m o # ) * (313 ) *)

0.72atm ) 12x103m150min 1ln ( 110.77 )

DAB6=(13.4186mo#L )0.056m(35.65Lmo# ) 12x103

m

150min

1

ln (4.3478 )

DAB6=2.1431x 10

3m

2

min '

1

1.4697=1.4582x103 m2/min

DAB7=( 779.35( /L58.08 (/mo# )0.058m(0.082 Latm

mo#)*(313) *)

0.72atm ) 15x 103

m

180min

1

ln ( 110.77 )

DAB7=(13.4186mo#L )0.0585m( 35.65Lmo# ) 15x103

m

180min

1

ln (4.3478 )

DAB7=

2.3321x 103

m2

min '

1

1.4697=1.5867

x10

3

m

2

/min

Cuadr, & 2: re-ume! de re-u#tad,-/N T%.+7,

8+%*6L 8+6 9 8+6 SL 8+6 DAB

x105

m2/s

6

0 0/05

2 100 0/0 0/0$5 0/0030 2/52253 3$00 0/051 0/0N5 0/00$0 2/$514 500 0/053 0/0520 0/000 2/50G5 G200 0/055 0/050 0/0100 2/11; N000 0/05G 0/05$0 0/0120 2/303< 1000 0/0$0 0/055 0/0150 2/$5

DAB=2.5385x105

m2/s


11/16

POR M>TODO E5PERIMENTAL GRFICO

0 5000 10000 15000

0

0

0

0/01

0/01

0/01

0/01

0/010/02

SL 8+6 V(# 8(6

S L-/ t

i!ear (S L-/ t%

"!ndi!nt!=- L

-=

(0.0150)m(1800 ) min

=8.33x105

NA=( AMA )' "!nd ,= 779.35( /L58.08( /mo#

' 8.33x 105

NA=13.4186mo#

L '

8.33x105

m

min

L , m

NA=1.1182x 103mo#, m

Lm=L

6+L

0

2

Lm=(0.06+0.045 )m

2

Lm=0.0525m

DAB=NALm(RT/P )ln ( 11YA1)

DAB=1.1182x10

3mo# ,m

L , min' 0.0525m

ln

(

1

1

0.77

)

'( 0.082 L,atm

mo#)*(313 ) *)

0.72atm )


12/16

DAB=5.8706x10

5m

2/min1.4697

' (35.6472 )

DAB=1.4239x103

m2/min

DAB=2.3731x 105

m2/ s

POR LA ECUACIN DE FULLER

DABo$$!(ida=DABo ( T)1.75

(PoP)

DABo$$!(ida=1.09x105(313273 )

1.75

(760548 )

DAB T C =1.9203x105

m2/s

= P,1/.*?. . .11,1 [email protected]%+.* *%/,

.. A =|D ABT C DAB . A DAB T C |'100

.. , A ,=

|1.9203x10

52.5385x105

1.9203x105

|'100

.. A =32.19

= P,1/.*?. . .11,1 [email protected]%+.* 1/,

.. / =|DAB T C DAB . / DAB T C |'100


13/16

.. / =|1.9203x1052.3731x 105

1.9203x105 |'100

.. , / ,=23.57

B6 DIFUSIN INTERFACIAL

# Di-cutir #a i!mi-cibi#idad" rea i!ter8acia# ; di-per-i!e-tab#ecida e!tre e# aua ; c#,r,8,rm, #uid,-/

2# b-erar #a di8u-i! de# c,#,ra!te i,#eta de cri-ta# -,bre e#aua e! e# e-tad, m,#ecu#ar ; -,metid, a u!a #ieraaitaci!/

3# A #a -,#uci! #uida ,m,+!ea de# i,#eta de cri-ta# e!

aua aQadir c#,r,8,rm,K #ue, ,b-erar ; di-cutir #atra!-8ere!cia de ma-a i!ter8acia#/

IV# REPORTE DE DATOS:

A6 D%&'(%)* .* '* +.%, (.,(, .(%/,

Pre-i! #,ca# : 5 mm 0/G2 atm/Temperatura (term,-tat,% : 0 C 313 6uid, uti#i9ad, : Acet,!a

Tab#a de dat,-:


14/16

T 8+%*6 L 8/+60 /530 /$0 5/1N0 5/3

120 5/5150 5/G10 $/0

DISCUSIN:

a di8u-iidad de #a acet,!a eperime!ta# a!a#ue debe e-tar de!tr,de# ra!, e-tab#ecid, e-tadue e- c,m, mim,15U/

V-ta ariaci! -e pud, aber debid, a #ectura >ue -e i9, e! #a

#,!itud , #, m- pr,bab#e e! #,- c#cu#,-/

B6 D%&'(%)* %*.1&/%

A# aua ; e# c#,r,8,rm, 8,rma! u!a pe#


15/16

- I*+%(/%%% 8.*1. '%,(6

Pr,piedad >ue pre-e!ta! d,- , m- #uid,- de !, me9c#ar-eu!, c,! ,tr," , de 8,rmar m- de u!a 8a-e" cua!d, e-t! e!

c,!tact,/

D,- #uid,- i!mi-cib#e- 8,rma! u!a me9c#a turbia >uec,!tie!e ,ta- pe>ueQ


16/16

VI# REFERENCIA BIBLIOGRFICA:

- */ La#crce# Ca-e-" A/ 'me9 He!- (1N%: T+c!ica-

a!a#uimica?-ica

Práctica 1 - Difusion Molecular

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