Síntesis de correlaciones de transferencia de masa

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Cuando se quiere conocer el coeficiente global de transferencia de masa, es necesario conocer las correlaciones en la fase gaseosa y en la fase líquida obtenidas de datos experimentales, donde una de las fases ofrece una resistencia que controla. En el caso de la resistencia por parte de la fase líquida se determina por medio de la velocidad de desorción del oxígeno o bióxido de carbono que contiene el agua, y a su vez la baja solubilidad de esos gases hacen que la resistencia de la película gaseosa se desprecie, por ello se dice que el valor de  y  es el mismo. [pic 5][pic 6]

Por medio de las medidas de desorción se obtienen los valores de  más exactos que por la base experimental . [pic 7]

Coeficientes de película líquida

El aumento de  se debe en su mayoría al aumento del área de la superficie de contacto , lo demás se debe a un aumento de . Cuando se tienen velocidades másicas elevadas el empaque se encuentra casi completamente húmedo y solo produce un ligero aumento de  con  lo que da lugar a que  sea proporcional a . [pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14]

Cuando se trata de transferencia de masa, los empaques más pequeños son ligeramente mejores que los empaques grandes en el intervalo intermedio de flujos, aunque el área total varía en forma inversamente proporcional con el tamaño del empaque.

Tratándose de velocidades de flujo de gas que comprenden el punto de carga y la velocidad de inundación,  es ligeramente menor por  la retención del líquido, pero cuando se tiene una columna diseñada para operar a la mitad de la velocidad de inundación, el efecto de  sobre  es despreciable[pic 15][pic 16][pic 17]

Para obtener la resistencia de película líquida de otros sistemas se hace por medio de los datos de  corrigiendo las diferencias que existen entre difusividad y viscosidad. [pic 18]

Si el agua se usa a la misma velocidad másica, la velocidad del flujo molar del líquido será mucho menor, esto sucede cuando un vapor es absorbido en un solvente de peso molecular alto. Sin embargo está basado en la fuerza impulsora de fracción mol, varía con respecto al peso molecular promedio del líquido y no existe efecto neto de M en .[pic 19][pic 20]

 depende de la velocidad de flujo volumétrico, difusividad y viscosidad pero no del peso molecular, es por ello que las correlaciones generales de  o  son más simples que [pic 21][pic 22][pic 23][pic 24]

Coeficientes de película gaseosa

Para obtener los valores de  o  se han obtenido por medio de la absorción de amoniaco en agua, ya que la resistencia de película líquida es solo del 10% de la resistencia total.[pic 25][pic 26]

Cuando se tienen velocidades másicas de hasta 600 lb/ft2+h,  varía con una potencia de alrededor de 0.3 a 0.4 de  lo que hace que incremente la medida de  con .[pic 27][pic 28][pic 29][pic 30]

Los valores de  varían según la potencia de -0.7 a -0.4 de la velocidad del líquido, lo que refleja el efecto de la velocidad del líquido sobre el área de contacto. [pic 31]

Cuando se lleva a cabo la vaporización de un líquido puro dentro de una corriente de gas, no existe resistencia en la transferencia de masa en la fase líquida, y las pruebas de vaporización constituyen a un buen método para desarrollar una correlación para la resistencia de película gaseosa.

Existen valores de  obtenidos de pruebas con agua y otros líquidos que son la mitad de los que se reportan del amoniaco a las mismas velocidades másicas, esto sucede debido a las bolsas de líquido casi estancado que hace que suceda la vaporización pero se satura rápidamente en una prueba de absorción de gas. Las bolsas estancadas se dan por la retención estática, lo que se da porque el líquido permanece en la columna mucho después de que el flujo es expulsado. Pero el resto del líquido se encuentra en retención dinámica, en donde se incrementa con la velocidad de flujo del líquido.[pic 32]

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