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InterfMassTransf_3b - TRANSFERENCIA DE MASA A TRAVES DE...

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Unformatted text preview: TRANSFERENCIA DE MASA A TRAVES DE INTERFACES. III CI71Q - HIDRODINAMICA AMBIENTAL Prof. Aldo Tamburrino T. Modelos conceptuales para el proceso de transferencia de masa a travs de la interfaz gas-lquido Los modelos conceptuales se basan en los principios fsicos que gobiernan la transferencia de masa a travs de la interfaz. De este modo, estos modelos pueden agruparse en los basados en la teora de la pelcula (film theory), modelos de renovacin de la superficie, modelos basados en la teora cintica, modelos basados en las escalas del flujo, modelos de difusin turbulenta, etc. El primer modelo de transferencia de masa a travs de una interfaz, y el ms simple de todos corresponde al de la teora de la pelcula, propuesto por Nerst en 1904. Este modelo supone que muy cerca de la interfaz existe una pelcula estacionaria y que el proceso de transferencia es slo debido a un proceso Fickiano de difusin molecular. Como la difusin molecular es un proceso mucho ms lento que la difusin turbulenta, la resistencia a la transferencia de masa se localiza principalmente en la pelcula. La suposicin de flujo laminar uniforme en la regin de la pelcula, puede considerarse un gradiente lineal de concentracin. Llamando l f al espesor de la pelcula, podemos escribir: f l C D z C D F - = (1) Habamos visto que el flujo puede expresarse en trminos de un coeficiente (o velocidad) de transferencia k L : C k F L = (2) de donde resulta que k L est dado por- 1 - f L l D k = (3) Es fcil ver que en este modelo, la hidrodinmica del flujo est caracterizada por el espesor de la pelcula, l f , parmetro que no se conoce. Notar que el enfoque de Nerst equivale a uno de capa lmite (propuesto por Prandtl en 1904), correspondiendo el espesor de la pelcula al espesor de la capa lmite de concentracin, C . Como k L es ms fcil de cuantificar experimentalmente que l f , la Ec. 3 se usa para tener una idea del orden de magnitud del espesor de C . Posteriormente, en 1924, Lewis y Whitman generalizaron (y popularizaron) la idea de Nerst, proponiendo la teora de las dos pelculas (two film theory). En este caso se supone que se desarrollan dos capas lmites de concentracin, una a cada lado de la interfaz, de espesor en la fase gaseosa y CL en la fase lquida. Al igual que Nerst, consideran que estos espesores no varan en el tiempo ni en el espacio. Al aplicar este modelo a flujos turbulentos, se considera que a ambos lados de la interfaz, fuera de la capa...
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This note was uploaded on 01/05/2011 for the course CSU 3 taught by Professor Handsome during the Spring '10 term at CSU Pueblo.

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