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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Escuela Profesional de Ingeniería Química

ASIGNATURA: Transferencia de masa I

TEMA: Convección

GRUPO HORARIO: 01 Q

PROFESOR: Rangel, Fabio Manuel

ALUMNA: Taquia Porras, Thalia

BELLAVISTA 23 DE OCTUBRE DEL 2018

Ejercicio 28.25 Sobre una bola de naftalina (naftaleno) repelente para polillas fluye aire a 100 °F y 1 atm. Puesto que el naftaleno ejerce una presión de vapor de 5mmHg a 100 °F, se sublimará a la corriente de aire que pasa, en el seno de la cual la concentración del naftaleno es despreciable. Determinar: a) El coeficiente de transferencia de calor; b) El coeficiente de transferencia de masa; c) El flujo molar de naftaleno a la corriente de aire; Si se suspende una bola de naftalina de ¾ pulg de diámetro en una corriente de aire a 5 pies/s. Las propiedades físicas a la temperatura de la película son: Difusividad de masa: DAB  0.32

pies 2 h

2 pies 2  4 pies  1.8083 *10 Viscosidad cinemática del aire:   0.651 hr s

Difusividad térmica del aire:   0.92 Densidad del aire:  aire  0.071

pies 2 s

lbm pies 3

Conductividad térmica del aire: k  0.0156

Btu (hr )( pie )( F )

SOLUCIÓN: DATOS:

T  560 R PT  760mmHg PA,1  5mmHg PA, 2  0mmHg a) Hallando K G , Si el movimiento del fluido es a través de esferas individuales (gases) pies * 0.0625 pies s Re    1728.1425 2   4 pies 1.8083 *10 s  0.651 Sc    1.75946 D AB 0.37 v*D

Se cumple:

5

Re  4800 Sc  0.6 a 2.7 Entonces se reemplaza los valores en la siguiente ecuación:

Sh  2  0.5525 * Re 0.53 * Sc1 / 3 Sh  2  0.5525 *1728.1425 0.53 *1.759461 / 3 Sh  36.6771 Se sabe que:

Sh 

K G * PBM * R * T * D PT * DAB

KG 

Sh * PT * DAB PBM * R * T * D 36.6771* 760mmHg * 0.37

KG 

pies 2 hr

(760  5)mmHg mmHg * pies 3 * 555 * 560 R * 0.0625 pies 760 lbmol * R ln( ) 755 lbmol K G  7.0092 *10  4 hr * pies 2 * mmHg

b) Hallando Coeficiente de transferencia de calor “h”. Según la analogía de Chilton – Colburn, se cumple: J D  J h , si : 0.6  Sc  2500; 0.6  Pr  100

Hallando:

Sc  Pr 

 D AB



0.651  1.75946 0.37

 0.651   0.7076  0.92

Se cumple la condición, entonces: JD  Jh

St D * Sc 2 / 3  St H * Pr 2 / 3 Sh * Sc 2 / 3 h * Pr 2 / 3  Re* Sc Cp *v*  Sh * Sc 2 / 3 h *  * Pr 2 / 3  Re* Sc v*k

h

Sh * Sc 1 / 3 * v * k Re*  * Pr 2 / 3

pies 3600s Btu * * 0.0156 s 1hr hr * pies * F h 2 pies 1728.1425 * 0.92 * 0.7076 2 / 3 hr Btu h  6.7573 hr * pies 2 *  F 36.6771*1.75946 1 / 3 * 5

c) Hallando flujo molar, si: N A  K G ( PA,1  PA, 2 ) lbmol * (5  0)mmHg h * pies 2 * mmHg lbmol N A  3.5046 *10 3 h * pies 2

N A  7.0092 *10 4

o

n  NA * A lbmol *  * (0.0625 pies ) 2 2 h * pies o lbmol n  4.3008 *10 5 h o

n  3.5046 *10 3