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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE PARRAL Materia:

B. DE MOMENTUM, CALOR Y MASA.

Trabajo: Trasferencia de Masa

Profesor: Luis Miguel Rodríguez Vásquez

Equipo: Roció Montoya Gutiérrez

Fernando Mendoza Macías

Edgar Omar Rivas Castillo

Sergio Alberto Martínez Mora

Hidalgo del Parral Chih, 15 de Abril del 2013

Ejemplo #1 Va a determinarse el coeficiente promedio de transferencia de calor para el flujo de aire sobre un cuerpo de forma no común por medio de mediciones de transferencia de masa y aplicando la analogía de Chilton-Colburn entre la transferencia de masa y la de calor. El experimento se conduce soplando aire seco a 1 atm a una velocidad de corriente libre de 2 mis sobre un cuerpo cubierto con una capa de naftaleno. El área superficial del cuerpo es de 0.75 m2 y se observa que, en 45 min, se han sublimado 100 g de naftaleno. En el transcurso del experimento, tanto el cuerpo como el aire se mantienen a 25 °C, a la cual la presión de vapor y la difusividad de masa del naftaleno son 11 Pa y DAB = 0.61 X 10-5 m2/s, respectivamente. Determine el coeficiente de transferencia de calor en las mismas condiciones de flujo sobre la misma configuración geométrica.

(

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( ⁄ 1

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Ejemplo #2 Considere un ducto circular de 15 cm de diámetro y 10 m de largo cuya superficie interior está mojada. El ducto va a secarse forzando por él el flujo de aire seco a 1 atm, 15 °C y a una velocidad promedio de 3 m/s. El ducto pasa por un cuarto enfriado y permanece a una temperatura promedio de 15 °C en todo momento. Determine el coeficiente de transferencia de masa en el ducto.

Datos.T =15°C =288.15 °K P = 1 atm V = 3 m/s

D= 15 cm = 0.015 m

Formulas a emplear.=1.87X10-10

DAB = = Procedimiento.-

=1.87X10-10

DAB =

=

=

=1.87X10-10

=

= 0.00589 m/s

Resultado.El coeficiente de transferencia de masa en el ducto es 0.00589 m/s.

2

= 0.00002

/s

Ejemplo # 3 Se deja una jarra de 8cm de diámetro interno y 30 cm de alto, llena hasta la mitad con agua en un cuarto seco a 15°c y 87 kp con una parte superior abierta, si el agua también se mantiene a 15°c en todo momento, determinar cuánto tardara el agua en evaporarse. Datos: Diámetro interno= 8Cm Alto=30cm Temperatura 1= 15°c Presión= 87 kp Temperatura 2= 15°c

DAB= 1.87X10^-10((288K) ^2.072)/0.86 = 2.71X10^-5 m2/s A= (0.08m)2/4 =5.026x10^-3m2 NA=(2.71X10^-5m2/s)(5.026x10^-3m2)(1.07050)kp/(8.0314kp*m3/kmol°k)(288k)(0.225m) =4.3x10^-10kmol/s magua=(1000kg/m3) (0.08m)2(0.15m) =0.754kg

N vapor= 0.75kg/(4.31x10^-10kmol/s)(18kg/mol) =9.719x10^7 s =1125 Dias

3

Ejemplo # 4 La presión en una tubería que transporta gas helio a razón de 5 lbm/s se mantiene a 14.5 psia mediante el desfogue de helio hacia la atmósfera a través de un tubo con un diámetro interior de ¼ -in que se extiende 30 ft hacia el aire. Si se supone que tanto el helio como el aire atmosférico están a 80°F, determine a) el gasto de masa del helio perdido hacia la atmósfera a través del tubo, b) el gasto de masa del aire que se infiltra hacia la tubería y c) la velocidad del flujo en la parte inferior del tubo, donde está fijo a la tubería, que se medirá por medio de un anemómetro, en operación estacionaria

A=πD2/4=π(0.25/12ft)2 /4=3.41x10-4ft2 N H

=Ndif A=DABA/RuT (PA,0-PA,L/L) =((7.5x10-4ft2/s)(3.41 x10-4ft2)/(10.73psia.ft3/lbmol.R)(540R))*(14.5-0psia/30ft) =2.20x10-11lbmol/s

MH=(NM)H=(2.20x10-11lbmol/s)(4lbmol/lbmol)=8.80x10-11lbm/s MAire=(NM)Aire=(2.20x10-11lbmol/s)(29lbmol/lbmol)=6.38x10-10 lbm/s WNet= MAire/Mtotal =(6.38x10-10 lbm/s) / (5+6.38x10-10 lbm/s-8.8x10-11lbm/s)1.28x10-10 =0 Mnet=MH+Mair =8.80x10-11lbm/s -6.38x10-10 lbm/s= -5.50x10-10 lbm/s P=P/RT=14.pisa/2681psia.ft3/lbm.r)(540R)=0.01002lmb/ft3 V=M -10 3 -4 2 net/pA=(-5.50x10 lbm/s)/(0.01002lbm/ft )(3.41x10 ft )=

4

-1.61x10-4ft/s