CONTINUACIÓN 4ª UNIDAD

Resistencia Determinante en la difusión entre Fases

La resistencia total de la transferencia de masa entre las fases, será la suma de las resistencias de las fases y de la interfase. En la mayoría de los casos esta última se considera despreciable, por lo cual la resistencia total a la transferencia se considerará como la suma de las resistencias de las fases únicamente.

Coeficientes Globales de Transferencia de Masa

El interés de los coeficientes globales se cifra en que se refieren a concentraciones ponderales, mientras que en los coeficientes individuales intervienen concentraciones interfásicas. Por su sentido físico el coeficiente global de transferencia de masa difiere de los coeficientes individuales, pero se expresa con las mismas unidades de medida, que dependerán de las unidades en que se mida la fuerza motriz y la cantidad de masa a transferir. Es de destacar, que en las diferencias de concentraciones admitidas condicionalmente como fuerza motriz (y – y*) o (x* - x), las magnitudes y* y x* realmente representan concentraciones límites (de equilibrio) que no existen en el flujo, cuyos valores se hallan en tablas, manuales, etc. La concentraciones de las fases se modifican cuando se mueven a lo largo de la interfase, lo cual cambia la fuerza motriz. Por tanto, en la ecuación fundamental de la transferencia de masa se deberá introducir la magnitud de la fuerza motriz media (∆ym O ∆xm), dicha ecuación se escribe de la forma siguiente.

M = Ky A ∆ym M = Kx A ∆xm

Fuerza Motriz Media para un Proceso de Transferencia de Masa

El movimiento de los flujos en las operaciones de transferencia de masa, al igual que en las operaciones de transferencia de calor, puede producirse tanto en paralelo como a contracorriente y a corriente cruzada. Además, son posibles otros tipos de dirección mutua en el movimiento de las fases vinculadas con la agitación y la distribución de los flujos. La magnitud de la fuerza motriz en los procesos de transferencia de masa depende de la dirección en el movimiento de las fases y de la forma de contacto entre ellas. Por lo general, la concentración de las fases cambia con su movimiento a lo largo de la interfase por lo que cambiará respectivamente la fuerza motriz del proceso de transferencia de masa. Por lo tanto, se introducen la magnitud de la fuerza motriz media para el proceso de transferencia de masa. La expresión de la fuerza motriz media depende de que la forma de la línea de equilibrio sea recta o curva (con las demás condiciones constantes).

Proceso de transferencia de masa a contracorriente de la fase G a la fase L

Si se desea expresar la fuerza motriz mediante las concentraciones de la fase G, bajo las consideraciones siguientes:

La línea de equilibrio es recta. Los gastos de los portadores en ambas fases son constantes (G=constante y L=constante) Los coeficientes globales de transferencia de masa de ambas fases son constantes (Ky

=constante y Kx = constante) La fuerza motriz media se determina por la expresión:

Fuerzas motrices en el fondo y el tope de la columna respectivamente.

∆Y1 y ∆Y2 = kg de componente/ kg de portador G

Para este caso

∆Y1 = Y1 – Y1* ∆Y2 = Y2 – Y2*

Por analogía, en concentraciones, para la fase líquida se tendrá:

Cuando la relación entre ∆Y1 y ∆Y2 se encuentra entre los límites:

La fuerza motriz puede calcularse mediante la ecuación

Si la línea de equilibrio no es recta, se podrá utilizar otro método de cálculo: la línea de equilibrio se divide en tramos, que con aproximación se toman como segmentos de rectas y para cada tramo, individualmente, se determina la fuerza motriz media basándose en las ecuaciones desarrolladas con anterioridad. Bibliografía:

Bird, R. B., Stewart, W. E. y Lightfoot, E. N., Fenómenos de Transporte., Reverté, 1999. Hines, C. A. y Maddox, N. R. Transferencia de Masa: Fundamentos y Aplicaciones, Prentice

Hall, 1ª. Edición, 1987. Welty, J. R. Wicks, C. E. y Wilson, R. E. Fundamentos de Transferencia de Momento,Calor y

Masa, Limusa, 2ª. Edición, 1999. Resumen y adaptación: M. en I. Leticia Judith Moreno Mendoza