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Bienvenido(a) al Glosario de Transferencia de Masa del curso Operaciones Unitarias I, del Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia de la Universidad de Sonora. Se presentan las definiciones de conceptos relacionados con los principios y aplicaciones del transporte de materia. Este es un trabajo colaborativo realizado por los estudiantes del curso a partir del semestre 2008-1.


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A| B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z






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Absorción de Gases







Adsorción
Por:Miguel Angel Soto Borbón
La adsorción es un proceso por el cual átomos , iones o moleculas son atrapados o retenidos en la superficie de un material, en contraposición a la absorción , que es un fenómeno de volumen.
En química , la adsorción de una sustancia es su acumulación en una determinada superficie interfacial entre dos fases. El resultado es la formación de una película líquida o gaseosa en la superficie de un cuerpo sólido o líquido.
El material adsorbido es generalmente clasificado como fisisorbida o quimisorbida .
La cantidad de material que se acumula depende del equilibrio dinámico que se alcanza entre la tasa a la cual el material se adsorbe a la superficie y la tasa a la cual se evapora, y que normalmente dependen de forma importante de la temperatura. Cuanto mayor sea la tasa de adsorción y menor la de desorción , mayor será la fracción de la superficie disponible que será cubierta por material adsorbido en el equilibrio.







Analogía de Chilton-Colburn
Por: Peralta Monroy Alba Miriam
Inmensos esfuerzos se han empleado para establecer las analogías entre los tres fenómenos de transporte para el flujo turbulento en tubos circulares; dichos esfuerzos se inician con el concepto original de Reynolds sobre la analogía entre la transferencia de cantidad de movimiento y de calor.

Antes que cualquiera de las extensas mediciones de las difusividades de remolino, Prandtl supuso que el fluido en un flujo turbulento contaba sólo de una subcapa viscosa; supuso también que existía un centro de turbulencia en donde las difusividades moleculares eran poco importantes. La analogía resultante entre la transferencia de calor y la de cantidad de movimiento, como se esperaría, es útil sólo para los casos en donde Pr es básicamente la unidad.
Una modificación empírica notablemente sencilla de la analogía de Prandtl, hecha por Colburn, representa bastante bien los datos aún para Pr grandes, (analogía de Colburn)
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El agrupamientocoulomb_0.JPG es llamado jH
[[image:file:C:%5CDOCUME%7E1%5CInvitado%5CCONFIG%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_image006.gif width="355" height="67"]] colburn1.jpg
La analogía de la transferencia de masa (analogía de Chilton-Colburn) es:
[[image:file:C:%5CDOCUME%7E1%5CInvitado%5CCONFIG%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_image008.gif width="351" height="59"]]
colburn2.jpg


que, como se ha demostrado concuerda con los datos experimentales cuando Sc no es demasiado grande.
colburn3.jpg





Area Interfacial Específica para Empaques
Por: Heidy Mariana Alvarez Ortega

Es el area que proporciona el empaque de una torre, es aqui donde se da la transferencia de masa entre el liquido y el gas que son introducidos a la torre empacada para que esta empiece a operar.







Arrastre
Por: Peralta Monroy Alba Miriam
En una columna de platos, el arrastre está formado por el líquido que el vapor transporta desde un plato al inmediato superior. Para un caudal de líquido constante, el aumento de la velocidad del gas produce arrastre excesivo e inundación

Algunas de las situaciones donde se encuentra el arrastre en la columna es en la formación de vortices y cuando existe una separación de velocidad como se explica a continuación: para el flujo en donde ocurre una separación en la velocidad, como en el flujo a través de una esfera o en ángulos rectos a un cilindro o cualquier objeto obtuso, se esperaría que el factor de fricción basado en el arrastre total, que incluye no solo la fricción superficial sino también el arrastre debido a la separación del flujo, siguiese una función diferente de la función del grupo de transferencia de masa y del de calor.

En la formación y prevención de vortices a velocidades mayores, el vórtice finalmente alcanza al impulsor. Se arrastra aire hasta el líquido, el impulsor trabaja parcialmente en el aire y se necesita disminuir la potencia. El arrastre de gas dentro del líquido es frecuentemente indeseable; además, la formación de vórtices provoca dificultades cuando aumentan de escala los experimentos modelo o los estudios en planta piloto; en consecuencia, de ordinario se toman medidas para evitar la formación de vórtices.




Azeótropo
Por Guadalupe Solis

Un azeótropo es una mezcla liquida de dos o más componentes que posee un único punto de ebullicion constante y fijo, y que al pasar al estado vapor se comporta como un líquido puro, o sea como si fuese un solo componente.
Un azeótropo, puede hervir a una temperatura superior, intermedia o inferior a la de los constituyentes de la mezcla, permaneciendo el líquido con la misma composición inicial, al igual que el vapor, por lo que no es posible separarlos por destilacion simple.
El azeótropo que hierve a una temperatura máxima se llama azeótropo de ebullición máxima y el que lo hace a una temperatura mínima se llama azeótropo de ebullición minima, los sistemas azeotrópicos de ebullición mínima son más frecuentes que los de ebullición máxima.
Un ejemplo es la mezcla de etanol y agua que forma un azeótropo para una concentración del 95% en peso de alcohol, que hierve a una temperatura de 78,2 °C







Arriba
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Arriba
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Capa Límite de Concentración







Cascada

Por Guadalupe Solis Arce

Se llama cascada a un grupo de etapas interconectadas de tal forma que las diferentes corrientes fluyan de una a la otra. Su propósito es que la extensión de la transferencia de masa aumente mas de lo que puede aumentarse con una etapa única. La eficiencia de la etapa global fraccionaria de una cascada se define entonces como el número de etapas de equilibrio mediante las cuales la cascada se divide en forma equivalente por el número de etapas reales.

Por supuesto, dos o más etapas conectadas de tal forma que el flujo sea a corriente paralela entre las etapas, nunca serán equivalentes a más de una etapa en equilibrio, aunque la eficiencia global de la etapa puede aumentarse de esa manera. Para los efectos mayores que el de una etapa en equilibrio, las etapas se pueden conectar flujo tangencial o a contracorriente.

casacada_2.JPG


Cascada a Contracorriente






Cascada a Flujo Cruzado






Celda de Arnold

Por: Miriam Patricia López Jaime

El coeficiente de difusión, para un sistema gaseoso, puede ser medido experimentalmente en una celda de difusión de Arnold. Consta de un tubo angosto parcialmente lleno con líquido puro A, (figura 1), el cual se mantiene a temperatura y presión constante por medio de un baño de agua. Un gas B se hace fluir a través del terminal abierto del tubo; debe tener una solubilidad despreciable en el líquido A al tiempo que debe ser inerte químicamente a él. El componente A se vaporiza y difunde dentro de la fase gaseosa La velocidad de vaporización de A, puede ser expresada matemáticamente en términos del flujo másico o molar.

celda_de_arnold.jpg

Celda de Stefan

Por: Meza Preciado Carlos Manuel.

Un método experimental para medir la difusividad másica DAB en sistemas binarios gaseosos consiste en colocar un líquido A llenando la parte inferior de un tubo de diámetro pequeño (en la práctica es casi un capilar), colocándolo en contacto con un gas B. El gas B puro se pasa lentamente sobre el extremo superior del tubo, manteniendo la presión parcial de A, en este punto, pAG, igual a cero (u otro valor conocido). La presión parcial de A en el gas adyacente a la superficie líquida, pAS, se supone igual a la presión de vapor de A a la temperatura del experimento. La difusión de A a través de B ocurre en la parte del tubo llena de fase gaseosa, de longitud variable zF, La velocidad de difusión se determina a partir de la velocidad de caída del nivel del líquido cuya densidad es conocida y constante ρAL.

stefan.jpg



Coeficiente de Transferencia Convectiva de Masa







Contradifusión Equimolar







Convección







Cromatografía
Por: Norma Patricia Morales Miranda

La cromatografía engloba a un conjunto de técnicas basadas en el principio de adsorción (no confundir con absorción) selectiva cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla y en algunos casos identificar estos si es que no se conoce su composición.
Las técnicas cromatográficas son muy variadas, pero en todas ellas hay una fase móvil que consiste en un fluido (gas, líquido o fluido supercrítico) que arrastra a la muestra a través de una fase estacionaria que se trata de un sólido o un líquido fijado en un sólido.
Los componentes de la mezcla interaccionan en distinta forma con la fase estacionaria y con la fase móvil. De este modo, los componentes atraviesan la fase estacionaria a distintas velocidades y se van separando. Después de haber pasado los componentes por la fase estacionaria y haberse separado pasan por un detector que genera una señal que puede depender de la concentración y del tipo de compuesto.






Arriba
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Densidad







Derramadero de un Plato

Por: Miguel Angel Soto Borbón
Derramaderos: La profundidad del líquido sobre el plato, requerida para el contacto con el gas, se mantiene mediante un derramadero, que puede ser o no continuación del plato de descenso. Los derramaderos rectos son los más comunes; los derramaderos de ranuras múltiples en V mantienen una profundidad del líquido que es menos sensible a las variaciones en el flujo del líquido y en consecuencia, también al alejamiento del plato de la posición nivelada; las represas circulares, que son extensiones de las tuberías circulares utilizadas como vertederos, no se recomiendan. Los derramaderos interiores pueden ocasionar el salto hidráulico del líquido y generalmente no se recomiendan. Con el fin de asegurar una distribución razonablemente uniforme del flujo del líquido en un plato de un paso, se utiliza un diámetro de derramadero de 60 a 80 por ciento del diámetro de la torre.







Desorción de Gases






Destilación


por: Valenzuela Sánchez María Leticia

La destilación es un proceso que consiste en calentar un líquido hasta que sus componentes más volátiles pasan a la fase de vapor y, a continuación, enfriar el vapor para recuperar dichos componentes en forma líquida por medio de la condensación.
El objetivo principal de la destilación es separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus distintas volatilidades, o bien separar los materiales volátiles de los no volátiles.

En la evaporación y en el secado, normalmente el objetivo es obtener el componente menos volátil; el componente más volátil, casi siempre agua, se desecha. Sin embargo, la finalidad principal de la destilación es obtener el componente más volátil en forma pura. Por ejemplo, la eliminación del agua de la glicerina evaporando el agua, se llama evaporación, pero la eliminación del agua del alcohol evaporando el alcohol se llama destilación, aunque se usan mecanismo.

Existen diferentes tipos de destilación:

      • 1. Destilación simple
      • 2. Destilación fraccionada
      • 3. Destilación a vacio
      • 4. Destilación por vapor
      • 5. Destilación molecular centrifuga


destilado.jpg torre_destilacion_real.jpg






Destilación Flash
Por: Grajeda Miranda Gildardo

También se le denomina destilación en equilibrio o destilación instantánea. El vapor y el liquido se mantienen en contacto y están en equilibrio

Este proceso ocurre cuando el producto entra en el recipiente.
destilación_Flash.JPG

La mezcla F se considera en equilibrio, y P es el punto donde comienza la separación, todo esto es supuesto.

La temperatura del vapor se puede considerar igual a la temperatura de condensación y la temperatura del liquido igual a la temperatura de ebullición.
Cuando la temperatura de P es mayor que la temperatura de ebullición, todo la mezcla F es vapor, y el porcentaje de vapor será de 100%.

Cuando la temperatura de P es menor que la temperatura de condensación, entonces toDibujo4.JPGda la mezcla de F es liquido, y el porcentaje de vapor será de 0%.

Pero si la temperatura en P esta entre la temperatura de ebullición y la temperatura de condensación, entonces parte la mezcla F será vapor y parte liquido.

El porcentaje de vapor puede ser calculado con la siguiente ecuación:

Donde
zi es la fracción molar de cada componente de la mezcla F.
ki es la constante de equilibrio para una temperatura en el punto P puede ser considerado igual a la temperatura de la mezcla F.

Vol es el porcentaje de vapor
Entonces el porcentaje de liquido deberá ser (1-Vol).
El flujo de vapor y liquido será:

D = F*Vol
R=F*(1-Vol)
Donde:
F es la fracción molar del flujo de la mezcla en F.
El producto en D, será calculado usando la siguiente ecuación :

Donde
yi es la fracción molar de cada componente en D .
zi es la fracción molar de cada componente en la mezcla F.
ki es la constante de equilibrio para la temperatura en el punto P que es esta considerando igual a la temperatura de la mezcla F.
Vol es el porcentaje de vapor.

El Producto en R será calculado con la siguiente ecuación :

xi es la fracción molar de cada componente en R.
zi es la fracción molar de cada componente en la mezcla F.
ki es la constante de equilibrio para la temperatura en P que es esta considerando igual a la temperatura de la mezcla F.
Vol es el porcentaje de vapor.



Destilación por Lotes






Diálisis






Difusión

Por: Heidy Mariana Alvarez Ortega
La difusión es un proceso físico irreversible, en el que partículas materiales se introducen en un medio que inicialmente estaba ausente de ellas aumentando la entropía del sistema conjunto formado por las partículas difundidas o soluto y el medio donde se difunden o disolvente.
La difusión es el movimiento de //partículas// de un área en donde están en alta //concentración// a un área donde están en menor concentración hasta que estén repartidas uniformemente.


difusion.jpg
Supongamos que su concentración varía con la posición al lo largo del eje X. Llamemos J a la densidad de corriente de partículas, es decir, al número efectivo de partículas que atraviesan en la unidad de tiempo un área unitaria perpendicular a la dirección en la que tiene lugar la difusión. La ley de Fick afirma que la densidad de corriente de partículas es proporcional al gradiente de concentración
J= - D (∂n/∂x)
La constante de proporcionalidad se denomina coeficiente de difusión D y es característico tanto del soluto como del medio en el que se disuelve.

Difusión de Knudsen
Por: Duarte Rodríguez Glenda Rigel

Se produce en el interior de los materiales Porosos y ocurre cuando el tamaño de los poros es del orden de la trayectoria media libre de la molécula en difusión; es decir si el radio del poro es muy pequeño, hay mayor probabilidad de que las colisiones ocurran entre las moléculas del fluido y las paredes del poro y no entre las propias moléculas.



Knudsen.jpg

La difusividad Knudsen depende de la velocidad molecular y del radio del poro; ademas ocurre según la teoría cinética de los gases cuando el recorrido medio de las moléculas “l” es mucho mayor que el radio de poro del medio poroso (r), es decir, Kn>1, donde

Kn=l/r

Por consiguiente, las moléculas colisionan más a menudo con las paredes de los poros que consigo mismas. De esta forma, si se deposita un catalizador en las paredes de la membrana en donde la contribución Knudsen del flujo de permeación sea alto se mejora el contacto molécula-catalizador, y, por lo tanto, aumenta la eficiencia de la reacción heterogénea superficial.




Difusión Superficial en Sólidos
Por: Yedith Soberanes Duarte
La difusión superficial es un fenómeno que acompaña a la adsorción de solutos sobre la superficie de los poros del sólido. Es una difusión “activada”, que implica el salto de las moléculas adsorbidas de un sitio de adsorción a otro. Puede describirse mediante una analogía bidimensional de la Ley de Fick, con la “concentración superficial” expresada, por ejemplo, en moles/área en lugar de moles/volumen. Por lo normal, las difusividades superficiales están en el orden de 107 a 109 m2/s a temperaturas ordinarias para gases adsorbidos físicamente. Para soluciones líquidas en partículas adsorbentes de resina, las difusividades superficiales pueden ser del orden de l0- l2 m2/s.

En la difusión superficial las moléculas una vez absorbidas pueden transportarse por desorción en el espacio poroso o por migración a un punto adyacente en la superficie.


difusion_superficial.jpg










Difusividad
La difusividad o coeficiente de difusión D es una propiedad del sistema que depende de la temperatura, presión y naturaleza de los con ponentes.

Algunos valores de difusivídad de gases se presentan a continuación:
Tabla 1 : Difusividad de gases a presión atmosférica
Sistema
Temperatura 'C
Difusividad /s
H2 - CH4
0
0,625
02 - N2
0
0,181
CO - 02
0
01,185
C02 – 02
0
0,139
aire -
0
01,198
aire -
25,9
54,0

0,258
0,305

aire - etanol
0
0,102
aire n butanol
25,9
59,0

0,097
0,104

aire - acetato de etilo
25,9
59, 0

0,087
0,106

aire - anilina
25,9
59,0

0,074
0,090

aire - clorobenceno
25,9
59,0

0,074
0,090

aire - tolueno
25,9
59,0

0,086
0,092

Si no hay datos experimentales se puede calcular la difusívidad en base a la teoría cinética de los gases.
Para ello Wilke-Lee dedujo la relación siguiente, que re puede aplicar a mezclas de gases no polares o mezcla
s de gas .polar con- no polar.


donde:
Dab : difusividad, /s
T : temperatura absoluta, 'K
Ma , Mb: pesos moleculares de A y B
Pt: presión absoluta! atas.

rab : separación molecular de colisión, A'


Єab = energía de interacción molecular, ergs.








Difusividad de Remolino
Por: Duarte Rodríguez Glenda Rigel

El flujo de un fluido sobre una superficie rugosa provoca el establecimiento de un perfil vertical de velocidades, así como de remolinos asociados a los obstáculos geométricos.
Todos los flujos turbulentos se caracterizan por un amplio rango de escalas o remolinos (dependiendo del número de Reynolds).

Es una práctica común hablar en términos de remolinos cuando la turbulencia se describe cualitativamente. Un remolino no es una estructura o forma del flujo claramente definida, que pueda aislarse y seguirse para estudiar su comportamiento. Es, más bien, un concepto abstracto usado principalmente para describir cualitativamente la turbulencia. Un remolino puede considerarse semejante a un vórtice. Los flujos turbulentos son altamente rotacionales y tienen toda clase de estructuras en forma de vórtice encerradas en ellos. Sin embargo, los remolinos no son movimientos circulatorios bidimensionales simples del tipo de un vórtice aislado, sino que se cree que son complejas estructuras tridimensionales. Cualquier analogía entre los remolinos turbulentos y los vórtices es sólo cualitativa y muy basta. Por analogía con la ley de pick se puede obtener la difusividad de remolino:


ec.dif.remolino
Donde K es la difusividad de remolino, Fa el flujo de la cantidad C hacia la superficie y z la coordenada vertical.

remolino.jpg






Arriba
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E_20.GIF

Ecuación de Chapman-Enskog





Ecuación de Continuidad






Ecuación de Nernst-Haskell para Difusión de Electrolitos en Líquidos

POR ERIK URBINA
El coeficiente de difusión de una sal en una solucion simple acuosa puede ser estimado por la ecuación de Nerst-Haskell:

EC._DE_NERST.JPG
Donde n+ y n- son las valencias del cation y anion respectivamente.
λ+ y λ- son las conductividades ionicas limitantes dadas en la tabla 3.5, Seader y Henley.
F es la constante de Faraday, 96500C/g-equiv
T es la temperatura, K
R es la constante de los gases, 8.314 J/mol-K


GRAF_EC._DE_NERST.JPG







Ecuación de Rayleigh






Ecuación de Stokes-Einstein para Difusión de Líquidos






Ecuación de Wilke-Chang para Difusión de Líquidos

Valenzuela Sánchez María Leticia


La velocidad de difusión molecular en líquidos es mucho menor que en gases. Las moléculas de un líquido están muy cercanas entre sí en comparación con las de un gas; la densidad y la resistencia a la difusión de un líquido son mucho mayores, por tanto, las moléculas de A que se difunde chocarán con las moléculas de B con más frecuencia y se difundiran con mayor lentitud que en los gases. Debido a esta proximidad de las moléculas las fuerzas de atracción entre ellas tiene un efecto importante sobre la difusión. En general, el coeficiente de difusión de un gas es de un orden de magnitud de unas 10 veces mayor que un líquido.
Se han elaborado varias teorías y modelos, pero los resultados de las ecuaciones obtenidas aún presentan desviaciones notables con respecto a los datos experimentales. En la difusión de líquidos, una de las diferencias mas notorias con la difusión en gases es que las difusividades suelen ser bastante dependientes de la concentración de los componentes que se difunden.
Para soluciones concentradas (5-10 % mol), agua como solvente y moléculas pequeñas, se utiliza la ecuación de Wilke-Chang:

DAB = 7.4ex-8*(ØB*MB)^(1/2)*T / (μB*^VA^(0.6))


donde:

ØB = factor de asociación para solvente = 2.6 para agua.
VA = volumen molar líquido del soluto A a su punto de ebullición normal.
μB = viscosidad del solvente B, en cPoises






Ecuaciones de Kremser







Eficiencia de Murphree







Eficiencia Puntual

POR: ERIK URBINA
También llamada eficiencia local, es la eficiencia de un plato evaluada en un punto.


Eficiencia Total o Global de Plato

por: Valenzuela Sánchez María Leticia

El diseño debe considerar las etapas reales de contacto; no las etapas teóricas asumidas por conveniencia en el análisis matemático de procesos de multietapas. El equilibrio raramente se logra en etapas reales. El concepto de eficiencia de etapa es usado para relacionar la performance de etapas prácticas de contacto a la etapa teórica de equilibrio.
Se usan tres definiciones de eficiencia:
1. Eficiencia de plato de Murphree (Murphree, 1925), definida en términos de las composiciones del vapor mediante:
ECUACION_DE_EFICIENCIA_PLATOS_1.jpg
Donde ye es la composición del vapor que debería estar en equilibrio con el liquido saliendo del plato. La eficiencia de Murphree es la razón de la separación actual alcanzada a la que debería alcanzarse en una etapa teórica de equilibrio. En esta definición de eficiencia, el liquido y el vapor son tomados a estar perfectamente mezclados; las composiciones en la Ec. 7.1 son las composiciones promedio de las corrientes.
2. Eficiencia de punto (eficiencias puntuales de Murphree). Si las composiciones del vapor y del liquido son tomadas a un punto sobre el plato, la Ec. 7.1 da la eficiencia local o de punto, EmV.
3. Eficiencia total de la columna. Esta es en algunos casos confusamente referida como la eficiencia total del plato
E0 = (número de etapas ideales)/(número de etapas reales) (7.2)
Un estimado de la eficiencia total de la columna será necesario cuando el método de diseño usado da un estimado del número de etapas ideales requerido para la separación.
En algunos métodos, puede incorporarse la eficiencia del plato de Murphree en el procedimiento para calcular el número de etapas y el número real de etapas determinado directamente.
Para la situación idealizada donde las líneas de operación y equilibrio son rectas, la eficiencia total de la columna y la eficiencia de plato de Murphree se relacionan mediante una ecuación derivada por Lewis (1936)
ECUACION_DE_EFIC_TOTAL_PLATOS.jpg
donde m = pendiente de la línea de equilibrio
V = flujo molar de vapor
L = flujo molar de liquido
La Ec. 7.3 no es de mucho uso práctico en destilación, a medida que las líneas de balance de materiales y de equilibrio varían a lo largo de la columna. Esta puede usarse dividiendo la columna en dos secciones y calculando las pendientes sobre cada sección. Para la mayoría de propósitos prácticos, será suficiente calcular una eficiencia promedio entre los puntos del tope, fondo y alimentación de la columna.





Empaque






Empaque Tipo Anillos Pall






Empaque Tipo Anillos Rashig
Por: Peralta Monroy Alba Miriam

Las torres empacadas utilizadas para el contacto continuo del líquido y del gas tanto en el flujo a contracorriente como a corriente paralela, son columnas verticales que se han llenado con empaque o con dispositivos de superficie grande. El líquido se distribuye sobre éstos y escurre hacia abajo, a través del lecho empacado, de tal forma que expone una gran superficie al contacto con el gas.
Los anillos hacinados de Raschig son económicos solo e
tamaños muy grandes.

Los empaques al azar son aquellos que simplemente se arrojan en la torre durante la instalación y que se dejan caer en forma aleatoria.

Los anillos de Raschig son cilindros huecos, cuyo diámetro va de 6 a 100 mm o más. Pueden fabricarse de porcelana industrial, que es útil para poner en contacto a la mayoría de los líquidos, con excepción de álcalis y ácido fluorhídrico; de carbón que es útil, excepto en atmósferas altamente oxidantes; de metales o de plásticos. Los plásticos deben escogerse con especial cuidado, puesto que se pueden deteriorar, rápidamente y con temperaturas apenas elevadas, con ciertos solventes orgánicos y con gases que contienen oxígeno. Los empaques de hojas delgadas de metal y de plástico ofrecen la ventaja de ser ligeros, pero al fijar los límites de carga se debe prever que la torre puede llenarse inadvertidamente con líquido.

anillos_rasching.jpg


Empaque Tipo Intalox

por: Valenzuela Sánchez María Leticia

Este relleno para torres está siendo usado cada vez más en reemplazo de
otros, debido a sus características particulares. Su utilización permite
trabajar con mayores cargas aumentado la turbulencia y la eficiencia total.
Ello se debe al alto porcentaje de espacio libre como asi también a la
excelente distribución de liquido que se logra.


En los procesos de destilación donde se trabaja con menor carga de liquido
es de importancia fundamental la distribución uniforme del mismo. La forma
especial de estas monturas impide todo tipo de canalización o de flujo
adyacente a las pareces de la torre.


La otra característica distintiva es la baja caída de presión a través del relleno
hecho con ellas. Estas monturas rinden un 30% más que otros tipos de
rellenos.

EMPAQUE_INTALOX.jpg




Empaque Tipo Mellapak







Empaque Tipo Sillas Berl
Por: Heidy Mariana Alvarez Ortega

Este tipo de empaque es utilizado en las columnas empacadas, existen varios tipos de arreglos:
· EMPAQUES AL AZAR:
Consiste en empaques, que no se disponen bajo ningún orden, sino simplemente se arrojan dentro de la torre. Antes se utilizaban piedras, grava y materiales similares, pero estos no tienen áreas grandes ni espacios vacíos, así que ahora se utilizan empaques fabricados, como anillos Rasching, sillas Berl, sillas Intalox, anillos de Lessing, anillos Pall (Flexirings), Hy-pal, Telleretes, entre otros. Todos estos tipos de empaques tienen sus propiedades determinadas y los materiales que manejen los fabricantes.

Los empaques con forma de silla de montar, los de Berl e Intalox y sus variaciones se pueden conseguir en tamaños de 6 a 75 mm; se fabrican de porcelanas químicas o plásticos.
silla_berl.JPG






Entalpía

Por: Meza Preciado Carlos Manuel.

Función de estado de la termodinámica donde la variación permite expresar la cantidad de calor puesto en juego durante una transformación isobárica (es decir, a presión constante) en un sistema termodinámico (teniendo en cuenta que todo objeto conocido puede ser entendido como un sistema termodinámico), transformación en el curso de la cual se puede recibir o aportar energía (por ejemplo la utilizada para un trabajo mecánico). Es en tal sentido que la entalpía es numéricamente igual al calor intercambiado con el ambiente exterior al sistema en cuestión, en concreto, es la cantidad de energía que un sistema (por ejemplo un objeto cualquiera) puede intercambiar con su entorno.
La entalpía total de un sistema no puede ser medida directamente, en cambio, la variación de entalpía de un sistema sí puede ser medida experimentalmente. El cambio de la entalpía del sistema causado por un proceso llevado a cabo a presión constante, es igual al calor absorbido por el sistema durante dicho proceso.
La entalpía se define mediante la siguiente fórmula:
entalpia_formula.png

Donde:
H es la entalpia,(en Julios).
U es la energía interna,(en Julios).
p es la presión del sistema (en pascal).
V es el volumen del sistema,(en metro cúbico).


Etapa
Por: Miriam Patricia López jaime

Parte de un equipo o combinación de partes en donde se ponen en contacto dos fases insolubles, donde la transferencia de masa ocurre entre las fases que tienden a alcanzar el equilibrio y en donde las fases están separadas mecánicamente. Un proceso que se lleva a cabo de ésta forma recibe el nombre de proceso en una sola etapa. Una etapa en el equilibrio, o etapa ideal o teórica es una etapa en donde el tiempo de contacto entre las fases es el tiempo suficiente para que los efluentes estén realmente en equilibrio; aunque en principio esto no puede lograrse, en la práctica generalmente se puede estar tan cerca del equilibrio, si el costo lo permite, que la diferencia es insignificante.


Extracción Líquido-Líquido
POR ERIK URBINA
También conocida como extracción con disolvente, es un proceso quimico empleado para separar un componente de una solucion mezcla liquida con ayuda de un disolvente, que preferentemente lo disuelve, mediante su distribución en dos fases liquidas inmiscibles. Ya que la extracción líquido-líquido involucra transferencia de masa de una fase líquida a una segunda fase líquida inmisible, el proceso se puede realizar en varias formas.
1. En el caso más sencillo participan tres componentes en el proceso de separación:
Ø El soluto A
Ø El disolvente B
Ø El líquido a separar C
Ha de cumplirse la condición de que la solubilidad del componente A en el disolvente B sea mayor que la del líquido portador C. A su vez, el líquido portador C debería ser prácticamente insoluble en el disolvente B. Puede
2. Puede darse el caso de que se utilice reacción química para la separación:
Ø El soluto A
Ø Sustancia reaccionante B
Ø El líquido a separar C
La sustancia B reacciona con A sin reaccionar con C, formando un producto inmiscible en C.
3.En el caso mas complicado participan dos solutos:
Ø El soluto A
Ø El disolvente primario B
Ø El soluto C
Ø El disolvente lavador D
Un disolvente primario de extracción se utiliza para extraer uno de los solutos presentes en una mezcla (en forma similar al agotamiento en destilación) y un disolvente lavador se utiliza para depurar el extracto libre del segundo soluto (semejante a la rectificación en destilación).

EXTRACCIONLIQUIDO_LIQUIDO.JPG





Arriba
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F_20.GIF

Factor Adimensional JD

Por: Meza Preciado Carlos Manuel


Factor Adimensional JH

Por: Yedith Soberanes Duarte


El factor adimensional JH es análogo al factor adimensional JD

JH=St Pr2/3

De donde:


St= Número de Stanton


Pr = Numero de Prandtl








Factor de Absorción

por: Valenzuela Sánchez María Leticia

FACTOR_DE_ABSORCION.JPG

se usa en las ecuaciones de Kremser, las cuales son No son utiles cuando las lineas de operacion son paralelas ya que las pendientes (m) y (L/G) son iguales por lo que el factor de adsorcion y el factor de desorcion son 1, y como en las ec. de Kremser se calcula el Log de A, la expresion se indefine.



Factor de Desorción
POR ERIK URBINA
El factor de desorcion es el inverso del factor de absorcion/
F._DE_DESORCION.JPG



Flux de Masa


Se define por flujo másico, la masa que se mueve por unidad de volumen en una unidad de tiempo. Un flujo másico se presenta de los puntos de mayor concentración hacia los puntos de menor concentración. Se puede obtener de diversas formas, por ejemplo el flux convectivo se expresa por:

ec.difusion

Donde:
n es el flux másico [=] masa/(área-tiempo)
ro.JPG es la concentración de masa total
Um es la velocidad másica con respecto a la mezcla
difusividad.JPG


Flux Molar
Por: Peralta Monroy Alba Miriam
En el estudio de los fenómenos de transporte (transmisión de calor, transferencia de masa y dinámica de fluidos), el flujo se define como la cantidad que fluye a través de una unidad de superficie por unidad de tiempo.
El flux molar del componente A en un sistema isobárico e isotérmico es también definido como la primera ley de Fick:

flux_molar.jpg
Donde:
DAB = es el coeficiente de difusión molecular (m2/s) del componente A difundiéndose a través del componente B
cA = es la concentración en (mol/m3) de la especie A

nabla2.JPG=denota el vector diferencial operador

Las unidades del flux son mol·m−2·s−1




Fuerza Impusora o Motriz para Transferencia de Masa







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G_20.GIF




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Humidificación
Por: Norma Patricia Morales Miranda

La humidificación es una operación unitaria en la que tiene lugar una transferencia simultánea de materia y calor sin la presencia de una fuente de calor externa. Para operaciones como extracción, adsorción, absorción o lixiviación, la transferencia de calor es de menor importancia como mecanismo controlante de velocidad frente a la transferencia de materia. Por otro lado, en operaciones como ebullición, condensación, evaporación o cristalización, las transferencias simultáneas de materia y calor pueden determinarse considerando únicamente la transferencia de calor procedente de una fuente externa.
La transferencia simultánea de materia y calor en la operación de humidificación tiene lugar cuando un gas se pone en contacto con un líquido puro, en el cual es prácticamente insoluble. Este fenómeno nos conduce a diferentes aplicaciones además de la humidificación del gas, como son su deshumidificación, el enfriamiento del gas (acondicionamiento de gases), el enfriamiento del líquido, además de permitir la medición del contenido de vapor en el gas.
Generalmente la fase líquida es el agua, y la fase gas el aire. Su principal aplicación industrial es el enfriamiento de agua de refrigeración
Si la fase líquida es un líquido puro que sólo contiene un. componente, mientras que la gaseosa contiene dos o más, la operación se conoce como humidificación o deshumidificación, según el sentido de la transferencia




Humedad Absoluta
Por: Grajeda Miranda Gildardo
Es la masa de vapor que acompaña a una unidad de masa de gas. La humedad depende solamente de la presión vapor en la mezcla cuando la presión total es fija.
Cuando en las operaciones ocurren cambios en el contenido de vapor de una mezcla vapor-gas, sin cambios en el contenido de gas es más conveniente utilizar una unidad basada en la cantidad no cambiante del gas. La relación masa de vapor/ masa de gas es la humedad absoluta Y´. Si las cantidades se expresa en moles, la relación de humedad molal absoluta Y.

humedad_Absoluta.JPG


Y = moles de a/moles de b
Y´ = masa de a/masa de b
En condiciones en que se aplican lo gases ideales, la relación molal es la mas conveniente, debido a la facilidad con la cual pueden interrelacionarse moles y volumen mediante la ley de los gases.


Humedad Relativa
Por: Norma Patricia Morales Miranda
Es la saturación relativa y se mide en términos de porcentaje de humedad absoluta.
HR = (Presión de vapor agua aire x100%) / Presión de vapor de agua libre
HR = (humedad absoluta x100%) / Humedad de saturación

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Inundación
Por Yedith Soberanes Duarte
Ocurre cuando la energía potencial del vapor es mayor que la del líquido (es decir, cuando todos los espacios vacíos del empaque se encuentran llenos de líquido), de forma que el líquido fluye hacia arriba y la columna se inunda. Esto provoca un gradiente de presión, el cual impide que la columna funcione satisfactoriamente. La inundación depende de muchos parámetros y se reportan diferentes correlaciones de las variables involucradas como las de Bain y Hougen, Lobo y otros, Sherwood y otros.






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Lecho Fluidizado
Por: Norma Patricia Morales Miranda

La fluidización es un proceso por el cual una corriente ascendente de fluido (líquido, gas o ambos) se utiliza para suspender partículas sólidas. Desde un punto de vista macroscópico, la fase sólida (o fase dispersa) se comporta como un fluido, de ahí el origen del término "fluidización". Al conjunto de partículas fluidizadas se le denomina también "lecho fluidizado".
Los lechos fluidizados tienen variedad de aplicaciones, entre las cuales se pueden mencionar:
· Clasificación mecánica de partículas en base a su tamaño, forma o densidad.
· Lavado o lixiviación de partículas sólidas.
· Cristalización.
· Adsorción e intercambio iónico.
· Intercambiado de calor en lecho fluidizado.
· Reacciones catalíticas heterogéneas (incluyendo la descomposición catalítica del petróleo).
· Combustión de carbón en lecho fluidizado.
· Gasificación de carbón en lecho fluidizado.
· Bioreactores de lecho fluidizado.





Ley de Henry

Por: Yedith Soberanes Duarte
Ley que establece que la solubilidad de un gas en un líquido es proporcional a la presión del gas si la temperatura se mantiene constante y el gas no reacciona químicamente con el líquido. Se define:
Henry.JPG
En donde:
PA= Presión parcial
xA= Fracción mol de A
H(T)=constante de Henry [=] atm/ fracción mol

Ley_de_Henry.JPG


Los líquidos pueden llevar gases disueltos en su seno, es decir que esta unión es tan íntima que a simple vista no distinguimos la forma gaseosa de la forma líquida. Así la cantidad de gas que puede albergar un líquido dependerá de la temperatura, de la presión a la que está sometido el sistema líquido-gas, de la naturaleza del gas para ser absorbido (solubilidad) y la capacidad del gas para absorber gases.
Cuanto mayor sea la presión parcial de un gas sobre un líquido mayor cantidad de gas absorberá el líquido. A menor temperatura la capacidad del gas para absorber gases aumenta, por el contrario con el aumento de temperatura el líquido disminuirá su capacidad para absorber gases. Esto es lo que pasa cuando hervimos agua y comprobamos que saben burbujas, que no es otra cosa que el gas que lleva disuelto y que el aumento de temperatura le obliga a liberarlo. También la naturaleza de los líquidos es un factor importante, ya que unos son capaces de absorber más gas que otros. Por ejemplo: el nitrógeno es cinco veces más soluble en la grasa que en el agua.
Así según en que estado esté el proceso de absorción de gases se pueden establecer los siguientes estados en los líquidos (o tejidos):
Insaturado: Cuando el líquido es capaz de absorber más gas. La presión parcial que el gas ejerce sobre el líquido es mayor que la tensión (presión del gas disuelto en el líquido) de ese gas.
Saturado: Existe un equilibrio y la cantidad de gas que absorbe el líquido es la misma que elimina. La presión parcial del gas es igual a la tensión.
Sobresaturado: La cantidad de gas contenida en el líquido es superior a la que puede absorber y por lo tanto libera el exceso de gas. La presión parcial del gas es menor que la tensión del mismo.
Apenas podemos imaginar la complejidad para estos cálculos cuando utilizamos mezclas de gases inertes en una inmersión, ya que en determinados momentos podemos estar saturados de un gas e insaturado del otro gas.







Ley de Raoult
Por: Duarte Rodríguez Glenda Rigel

Si un soluto tiene una presión de vapor medible, la presión de vapor de su disolución siempre es menor que la del disolvente puro. De esta forma la relación entre la presión de vapor de la disolución y la presión de vapor del disolvente depende de la concentración del soluto en la disolución. Esta relación entre ambos se formula mediante la Ley de Raoult mediante la cual: la presión parcial de un disolvente sobre una disolución P1 está dada por la presión de vapor del disolvente puro Po1, multiplicada por la fracción molar del disolvente en la disolución X1.
P1=X1P°1

Es decir que la presión de vapor del soluto crece linealmente con su fracción molar. En una solución que sólo contenga soluto, se tiene que X1=1-X2, donde X2 es la fracción molar del soluto, pudiendo escribir la formulación de la ley como:
raoult3.jpg


Se puede ver de esta forma que una disminución en la presión de vapor, ΔP es directamente proporcional a la concentración del soluto presente
Se cumple sólo para disoluciones ideales no obstante es una buena aproximación cualitativa.



Lixiviación
Por Guadalupe Solis

La palabra lixiviación procede del latín “Lixivia” que significa lejía. En Roma esta palabra se usaba para describir los jugos que destilaban las uvas o las aceitunas antes de ser machacadas. Hoy la palabra lixiviación se usa para describir el proceso mediante el cual se lava una sustancia pulverizada con el objetivo de extraer de ella las partes que resulten solubles.

Es así, que en minería el término lixiviación se define como un proceso hidro-metalúrgico. Esto significa que, con la ayuda del agua como medio de transporte, se usan químicos específicos para separar los minerales valiosos (y solubles en dichos líquidos) de los no valiosos.

Donde la descripción del proceso es:

1. La preparación del material.
El material extraído de un yacimiento para su lixiviación inicia su camino de preparación con su fragmentación (chancado y molienda) para obtener dimensiones mucho más pequeñas de lo que antes eran grandes pedazos de rocas (el tamaño final puede alcanzar hasta un tamaño de 30 micras1), con el objeto de que el proceso de separación del mineral valioso sea más eficiente y rápido.

2. El transporte de material a la zona de lixiviación
Luego del chancado y molienda, el material debe ser llevado y dispuesto adecuadamente sobre el área de lixiviación. Por lo general las operaciones mineras usan para ello volquetes gigantes, aunque en algunos casos se realiza este trabajo mediante fajas transportadoras.

3. Formando pilas
Para el adecuado proceso, es necesario que el material molido sea acumulado sobre la membrana impermeable en montículos (pilas) de varias toneladas, formando columnas de ellos de manera ordenada.

4. Bañado o Riego
Una vez completadas las pilas de acuerdo a la capacidad de la membrana, se aplica en repetidas oportunidades y lentamente, a modo de riego por goteo o aspersores, una solución especial sobre la superficie del material. Lo solución es la mezcla de químicos disueltos en agua, los cuales varían dependiendo del material que se este trabajando y los productos a obtener (oro, cobre, etc.). La solución líquida tiene la propiedad de disolver el mineral y de esa manera fluir con el líquido hacia el sistema de drenaje. Estos líquidos son transportados mediante las tuberías instaladas hacia una poza.

5. Almacenaje y recuperación
Como se dijo líneas arriba, la sustancia obtenida del proceso de riego es transportada hacia pozas construidas y acondicionadas para almacenarlas en tanto se programe su ingreso a la siguiente etapa del proceso (recuperación y concentración). Cabe indicar que al igual que se recupera mineral valioso de la sustancia obtenida, se recupera también el agua involucrada en ella, la misma que se reutiliza en los siguientes procesos de lixiviación, buscando hacer un uso más eficiente de este recursos. De igual forma, el área donde se realiza la lixiviación, es recuperada luego de unos años de uso. Así se procede a restituir la vegetación propia de la zona, cuidando y monitoreando su desempeño.

herradura.jpg





Lloriqueo
Por: Heidy Mariana Alvarez Ortega

El lloriqueo se da cuando el liquido se escurre por los orificios del plato debido a que el gas no tiene suficiente empuje para evitarlo.
Si la velocidad del gas a travès de los orificios es muy pequeña, el liquido goteara a travès de ellos y se perdera el contacto sobre el plato para el liquido. Ademas con platos de flujo transversal, dicho liquido no fluye por todas las longitudes del plato inferior. Los datos sobre lloriqueo incipiente son escasos, en particular para profundidades elevadas del liquido; probablemente siempre haya algun lloriqueo.







Longitud de Mezclado de Prandtl

por: Valenzuela Sánchez María Leticia

Longitud definida por Prandtl como característica de un flujo turbulento.

LOng_mEzcla_de_prandtl.jpg



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Media Logarítmica de Concentración






Mezclador-Sedimentador

POR ERIK URBINA
Un mezclador-sedimentador es un aparato de una etapa, que generalmente consiste en dos partes: un mezclador para poner en contacto las dos fases liquidas y lograr la transferencia de masa y un sedimentador para separarlas mecánicamente. La operación puede ser continua o por lotes.

Los mezcladores son de dos tipos: mezcladores de flujo y tanques de mezclado:

Ø Los mezcladores de flujo, ó mezcladores de línea, son aparatos de volumen muy pequeño colocados en una línea de tubos, como una serie de orificios o boquillas de alimentación, a través de los cuales se bombean a corriente Paralela los dos líquidos que se van a poner en contacto. La pérdida de energía mecánica que corresponde a la caída de presión se utiliza parcialmente para que los líquidos se dispersen uno en el otro. Entonces, la dispersión resultante se pasa al sedimentador. Estos aparatos sólo son útiles para operación continua. Sus aplicaciones son limitadas: el grado de dispersión producida para cierto aparato depende del flujo; además, puede esperarse que la transferencia de masa sea muy pequeña, puesto que el área interfacial específica decae con rapidez al descender a corriente del mezclador y puesto que el tiempo de retención es muy corto.

Ø Tanques de mezclado.
Para la operación continua, los líquidos que se van a poner en contacto pueden entrar en el fondo y salir por la parte superior; en algunos arreglos de cascadas, los líquidos ligeros y pesados entran a través de la pared lateral, cerca de la parte superior y del fondo del tanque, respectivamente, y salen a través de una salida en la pared opuesta al impulsor. Para la operación por lotes, el tanque de mezclado puede actuar como sedimentador después de que se detiene la agitación.






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Número de Grashof

Por: Peralta Monroy Alba Miriam
Representa la relación que existe entre las fuerzas de empuje y las fuerzas viscosas que actúan sobre el fluido. Es un indicativo del régimen de flujo en convección natural, equivalente al número de Reynolds en convección forzada




grashof.jpg

Donde:
g es la aceleración de la gravedad.
b es el coeficiente de expansión volumétrica de una sustancia; representa la variación de la densidad de esa sustancia con la temperatura a presión constante. Para un gas ideal b = 1 / T; T es la temperatura absoluta en K.
Lc es la longitud característica. Para una placa vertical del longitud L , Lc = L. Para un cilindro de diámetro D , Lc = D.
n es la viscosidad cinemática.


El número de Grashof sólo se utiliza en convección natural



Número de Nusselt
Por Duarte Rodríguez Glenda Rigel

El Número de Nusselt (Nu) es un número adimensional que mide el aumento de la transferencia de calor desde una superficie por la que un fluido discurre (transferencia de calor por convección) comparada con la transferencia de calor si ésta ocurriera solamente por conducción.
Este número se llama así en honor a Wilhelm Nusselt. Se define como:


Nusselt.jpg

Ambas transferencias se consideran en la dirección perpendicular al flujo.

En donde:
L = como una longitud característica. Para formas complejas se define como el volumen del cuerpo dividido entre su área superficial.
kf = como la conductividad térmica del fluido.
h = como el coeficiente de transferencia de calor.

El número de Nusselt puede también verse como un gradiente adimensional de temperatura en la superficie. En transferencia de masa el número análogo al número de Nusselt es el número de Sherwood.

Existen muchas correrlaciones empíricas expresadas en términos del número de Nusselt para por ejemplo placas planas, cilindros, dentro de tuberías, etc, que evaluan generalmente el número de Nusselt medio en una superficie. Estas correlaciones tienen la forma de Nu = f(Número de Reynolds o Número de Rayleigh, Número de Prandtl). Ademas el número de Nusselt medio puede obtenerse integrando el número de Nusselt local en toda la superficie.


Número de Péclet
Por: Lizarraga Montes Hugo Ricardo

El número de Peclet (Pe) es numero adimensional que relaciona la velocidad de advección de un flujo y la velocidad de difusión, habitualmente difusión térmica. Es equivalente al producto del numero de Reynolds y el número de Prandtl en el caso de difusión térmica, y al producto del número de Reynolds y el número de Schmidt en el caso de difusión másica. Se llama así en honor a Jean Claude Eugène Péclet.

Para difusión térmica, el número de Peclet se define como:

Dibujo.jpg
Y para difusión másica:

Dibujo1.JPG
En donde:
  • L es una longitud característica.
  • V es la velocidad del fluido.

  • α es la difusividad térmica Dibujo2.JPG


  • D es la difusividad másica.
  • k es la conductividad térmica.
  • ρ es la densidad del fluido.
  • cp es la capacidad calorífica a presión constante.
En aplicaciones ingenieriles el número de Peclet habitualmente tiene valores elevados. En estas situaciones la dependencia del flujo de los valores de las variables aguas abajo es baja, por tanto se pueden emplear modelos computacionales sencillos.
Un flujo habitualmente tendrá diferentes números de Peclet para el calor y para la masa, provocándose así el fenomeno de la convección doblemente difusiva.









Número de Prandtl
Por: Heidy Mariana Alvarez Ortega
Representa la relación que existe entre la difusividad molecular de la cantidad de movimiento y la difusividad molecular del calor o entre el espesor de la capa límite de velocidad y la capa límite térmica:


Formulaprandtl.jpg
prandt1.jpg


El número de Prandtl va desde menos de 0.01 para los metales líquidos hasta más de 100.000 para los aceites pesados. El Pr es del orden de 10 para el agua. Los valores del número de Prandtl para los gases son de alrededor de 1, lo que indica que tanto la cantidad de movimiento como de calor se difunden por el fluido a una velocidad similar. El calor se difunde con mucha rapidez en los metales líquidos (Pr << 1) y con mucha lentitud en los aceites (Pr >> 1) en relación con la cantidad de movimiento. Esto indica que la capa límite térmica es mucho más gruesa para los metales líquidos y mucho más delgada para los aceites, en relación con la capa límite de velocidad. Cuanto más gruesa sea la capa límite térmica con mayor rapidez se difundirá el calor en el fluido.
El número de Prandtl se emplea tanto en convección forzada como natural.
El número de Prandtl, sólo depende de las características físicas del fluido. En función de su valor, el espesor de las capas mecánicas y térmicas sigue la distribución de las gráficas.
prandtl2.JPG






Número de Reynolds


Por: Yedith Soberanes Duarte
Es un numero adimensional el cual tiene como función estudiar el movimiento de fluidos, estos puede ser alrededor de sólidos o bien dentro de tuberías.
Se representa por la siguiente expresión:

RE.JPG

El número de Reynolds puede ser calculado para cada conducción recorrida por un determinado fluido y es el producto de la velocidad, la densidad del fluido y el diámetro de la tubería dividido entre la viscosidad del fluido. Para un mismo valor de este número el flujo posee idénticas características cualquiera que sea la tubería o el fluido que circule por ella. Si Re es menor de 2.100 el flujo a través de la tubería es siempre laminar; cuando los valores son superiores a 2.100 el flujo es turbulento.

De acuerdo con la expresión del número de Reynolds, cuanto más elevada sea la viscosidad de un fluido mayor podrá ser el diámetro de la tubería sin que el flujo deje de ser laminar, puesto que las densidades de los líquidos son casi todas del mismo orden de magnitud. Por este motivo los oleoductos, en régimen laminar, pueden tener secciones superiores a las conducciones de agua, ya que la viscosidad de los fluidos que circulan por aquéllos es mayor que la del agua.






Número de Stanton
Por: Miriam Patricia López Jaime

El Número de Stanton (St) es un número adimensional que mide la relación entre el calor transferido a un fluido y su capacidad calorífica , utilizado en el estudio de la convección forzada (un fluido que fluye a través de un conducto cerrado a una cierta velocidad promedio V donde existe una diferencia de temperatura entre el fluido y la pared del tubo), que es igual al coeficiente de transferencia calorífica de un fluido, dividido por el producto del calor específico a presión constante, la densidad del fluido y la velocidad del mismo. También conocido por número de Margoulis (M).
El Número de Stanton se define como:

st.jpg
En donde:
  • h es el coeficiente de transferencia de calor.
  • ρ es la densidad del fluido.
  • cp es la capacidad calorífica del fluido a presión constante.
  • V es la velocidad del fluido.

También puede definirse en términos de número de Nusselt (Nu), número de Reynolds (Re) y número de Prandtl (Pr).
sst.jpg

Número de Schmidt
Por: Meza Preciado Carlos Manuel.
El Número de Schmidt (Sc) es un número adimensional definido como el cociente entre la difusión de momento y la difusión de masa , y se utiliza para caracterizar flujos en los que hay procesos convectivos de momento y masa.
El número de Schmidt relaciona los grosores de las capas limite de momento y de masa. Se define como:

schmit.jpg
En donde:
ν es la viscosidad cinemática.
D es la difusividad másica.



Número de Sherwood






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Operación a Contracorriente







Operación de Contacto Continuo

Operación en Estado Estacionario


Por: Meza Preciado Carlos Manuel.

Se dice que un sistema físico está en estado estacionario cuando las características del mismo no varían con el tiempo. El estado estacionario de un sistema abierto que no está en equilibrio se define como aquél en el que no varían las variables de estado (temperatura, volumen, presión, etc.) y, por tanto, tampoco se modifican, con el tiempo, las funciones de estado (entropía, entalpía, etc.).


edo_estacionario.jpg







Operación en Estado No-Estacionario





Operación en Paralelo
Por: Norma Patricia Morales Miranda

Una operación en paralelo es aquella en donde dos fluidos corren en la misma dirección y de manera paralela.






Osmosis Inversa







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Plato






Plato de Campanas de Burbujeo






Plato de Válvulas

Por Yedith Soberanes Duarte
Son platos perforados con grandes aberturas variables (aproximadamente 35-40 mm de diámetro.) para el flujo del gas. Las perforaciones están cubiertas con capuchas moviles que se elevan cuando aumenta el flujo del gas. Esta diseñado para minimizar este drenaje, o goteo, ya que la válvula tiende a cerrarse a medida que el flujo de gas se hace más lento, por lo que el área total del orificio varía para mantener el balance de presión dinámica a través del plato.
plato_de_valvulas.JPG






Porosidad en Sólidos Porosos
Por: Norma Patricia Morales Miranda

Desde el punto de vista cualitativo la porosidad es la capacidad de una roca de tener poros, entendiendo por poro cualquier espacio de una masa rocosa que no esté ocupado por un material sólido, sino por un fluido (agua, aire, petróleo, etc.). Cuantitativamente, la porosidad se define como el espacio total total ocupado por poros en un volumen determinado de roca.
moz-screenshot-1.jpg
porosidad2.jpg
Porosidad de algunos tipos de rocas (en %): Gravas, 25-40; arenas y gravas, 25-30; arenas, 25 a 47; arcillas, 44-50; limos, 34 a 50; caliza, 1-17; arenisca, 4-26; yeso, 4.

Pero no todos los poros son iguales, y en función de su tamaño el agua circulará más o menos libremente. A grandes rasgos, distinguimos tres tipos de porosidad:

Microporosidad <0.1 mm
Porosidad capilar 0.1-2 mm
Macroporosidad > 2 mm

Los poros pueden ser el resultado de procesos muy diferentes; unos (porosidad primaria) se originan al mismo tiempo que las rocas en los que se encuentran, por ejemplo los que existen entre los diversos fragmentos que constituyen una roca detrítica (arena de una playa o de una duna, depósitos aluviales de un río, etc..); otros (porosidad secundaria) se originan con posterioridad a la formación de la roca y a menudo por procesos completamente diferentes a los que dieron origen a aquella, por ejemplo, fisuras o diaclasas en una roca fracturada, o lo que quizás es mejor conocido, la red de conductos y cavidades producida por disolución de rocas solubles (simas, sumideros o cuevas). Estas diferencias genéticas llevan aparejados otros contrastes de mayor relevancia: en las rocas con porosidad primaria, intergranular, la porosidad se aprecia en muestras de pequeño tamaño ("porosidad en pequeño") y su distribución es más o menos homogénea en el seno de la roca; por el contrario, en las rocas de porosidad secundaria, ésta suele tener una distribución muy irregular (condicionada por las características del proceso que genera la porosidad), de modo que pueden existir bloques de gran tamaño absolutamente carentes de poros, separados entre sí por conductos de mayor o menor envergadura; el resultado es que, por un lado, la porosidad sólo se manifiesta si se consideran volúmenes grandes de roca ("porosidad en grande") y, por otro lado, el comportamiento de tales rocas suele ser heterogéneo, (es decir, diferente de unos puntos a otros) y anisótropo (diferente en distintas direcciones); estas características influyen decisivamente en el comportamiento hidrogeológico de las rocas.



Porosidad en Torres Empacadas
Por: Miguel Angel Soto Borbón
Espacios vacios de los empaques en el interior de una torre empacada por donde fluye una o mas sustancias.





Presión de Vapor





Presión Parcial

Por: Heidy Mariana Alvarez Ortega

Presión parcial, de un gas en una mezcla gaseosa, es la presión que el gas ejercería si estuviera presente él sólo en el recipiente a la misma temperatura que está en la mezcla.
Si se tiene una mezcla de gases encerrada en un recipiente, cada uno de los gases contribuye a la [[|presión]] total de la mezcla. Sus contribuciones individuales son las presiones parciales de cada uno de los gases.
La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones que cada componente ejercería si estuviera sólo y ocupara, a la misma temperatura, el mismo volumen que la mezcla de gases, es decir, la presión total es la suma de las presiones parciales de cada uno de los gases. Este es el enunciado de la ley de Dalton de las presiones parciales, descubierta por el químico y físico británico John Dalton.
Si la mezcla de gases está formada por tres sustancias gaseosas, A, B y C, la presión total de la misma, según la ley de Dalton, sería:
pT = pA + pB + pC
donde pT es la presión total de la mezcla y pA, pB y pC son las presiones parciales de los gases A, B y C, respectivamente.

Primera Ley de Fick
Por: Meza Preciado Carlos M.
La ley de Fick es una ley cuantitativa en forma de ecuación diferencial que describe diversos casos de difusión de materia o energía en un medio en el que inicialmente no existe equilibrio químico o térmico.
La primera ley de Fick establece que el flujo J (el número de átomos, iones o moléculas que pasan en unidad de tiempo a través de un plano de superficie unitaria) es proporcional al gradiente de concentración DC / Dx (en átomos/cm3cm).
Entonces
J = - D DC/Dx
Donde el factor de proporcionalidad D, la difusividad o coeficiente de difusión ( en cm2/seg), está relacionado con la temperatura según una ecuación de Arrhenius análoga a la ya descripta ;
D = Do e -Q /RT
con Q como la energía de activacián y D0 constante para cada sistema de difusión dado (los valores típicos se encuentran tabulados)
Psicrometría
Por: Miriam Patricia López Jaime

Psicrometría es una rama de la ciencia que trata de las propiedades termodinámicas del aire húmedo y del efecto de la humedad atmosférica sobre los materiales y sobre el confort humano.


psicrometro.jpg


Psicrómetro de Asmann de circulación forzada
Este aire, conocido como aire húmedo está constituido por una mezcla de aire seco y vapor de agua. El aire seco es una mezcla de varios gases, siendo la composición general la siguiente:
  • Nitrógeno:77 %
  • Oxígeno 22 %
  • Dióxido de carbono y otros gases : 1 %


El aire tiene la capacidad de retener una cantidad variable de vapor de agua en relación a la temperatura del aire. A menor temperatura, menor cantidad de vapor y a mayor temperatura, mayor cantidad de vapor de agua; a presión atmosférica constante.
También se considera que es un método para controlar las propiedades térmicas del aire húmedo y se representa mediante el diagrama psicrométrico.

DPsicrimetrico.jpg

Es un diagrama que relaciona múltiples parámetros relacionados con una mezcla de aire: temperatura, humedad relativa, humedad absoluta, punto de rocío, entalpía o calor total, calor sensible, calor latente y volumen específico del aire. El diagrama no es constante, ya que es variable con la altura sobre el nivel del mar.

Punto de Carga







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Regla de las Fases para Equilibrio entre Fases
Por: Meza Preciado Carlos M.
Para describir el estado de equilibrio de un sistema de varias fases y diversas especies químicas deberemos conocer el número de variables intensivas independientes que definen el sistema. Para conocer este número se aplica la regla de las fases : L=C-F+2; donde L es número de variables intensivas independientes (grados de libertad), C el número de componentes químicos del sistema, y F el número de fases presentes en el sistema
Cuando en el sistema pueden ocurrir una o varias reacciones químicas (r), entonces el número de variables intensivas independientes se reduce en el número de reacciones que ocurren y la regla de las fases se transforma en: L=C-F+2-r
Pero además si en el sistema existen relaciones debidas a la estequiometría o de conservación de la electroneutralidad del sistema, el número de variables intensivas independientes se reduce en un número correspondiente a estas relaciones que llamaremos a. La regla de las fases con todas estas restricciones queda definida por la siguiente ecuación: L=C-F+2-r-a
Retención de Líquido en Torres Empacadas





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S_20.GIF

Saturación Por Ciento






Saturación Relativa








Secado







Segunda Ley de Fick


Por: Yedith Soberanes Duarte
La segunda ley de fick es una derivada de la primera ley de fick conocida también como Ecuación de Difusión, es una ecuación diferencial cuya integración nos suministra la concentración de la sustancia que se difunde en función del espacio y el tiempo. Una vez integrada La Segunda Ley de Fick, se pueden hacer cálculos para obtener medias relativas a la distancia viajada por las moléculas que se difunden.

Seg_Ley_Fick.JPG





Solubilidad
Por: Norma Patricia Morales Miranda

Es una medida de la capacidad de una determinada sustancia para disolverse en otra. Puede expresarse en moles por litro, en gramos por litro, o en porcentaje de soluto; en algunas condiciones se puede sobrepasarla, denominándose a estas soluciones sobresaturadas. El método preferido para hacer que el soluto se disuelva en esta clase de soluciones es calentar la muestra. La sustancia que se disuelve se llama soluto y la sustancia donde se disuelva se llama disolvente. No todas las sustancias se disuelven en un mismo solvente. En la solubilidad, el carácter polar o apolar de la sustancia influye mucho, ya que, debido a estos la sustancia será más o menos soluble.
El término solubilidad se utiliza tanto para designar al fenómeno cualitativo del proceso de disolución como para expresar cuantitativamente la concentración de las soluciones. La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y del soluto, así como de la temperatura y la presión del sistema, es decir, de la tendencia del sistema a alcanzar el valor máximo de entropía.


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Temperatura de Bulbo Húmedo
Por Guadalupe Solis

La temperatura de bulbo húmedo se le denomina a la temperatura del termometro desciende continuamente hasta que el aire de los alrededores se satura, es decir, no admite más agua. Entonces la temperatura permanece en un valor fijo.
El principio de funcionamiento es similar al de un mechero de alcohol como los que viene en los juegos de Química elemental o los que se tiene en un laboratorio. En un mechero de alcohol la mecha se introduce en alcohol y parte queda al aire. Al acercar una llama la mecha arde porque se mantiene impregnada por el alcohol que sube por capilaridad desde la parte de la mecha introduciza en el alcohol. Mientras haya mecha sumergida en el alcohol la mecha sobrante permanecerá impreganada de alcohol y arderá.
En el caso del termómetro de bulbo húmedo el algodón o la tela que lo sustituye hace las veces de mecha y el agua hace las veces de alcohol. Cuando rodeamos el bulbo del termométro con el algodón o tela lo estamos rodeando de una sustancia que esta humedecida. El aire circulante en la atmósfera 'choca' con el algodón humedecido y evapora parte del agua (de la misma forma que la llama 'evapora' parte del alcohol en un mechero). Al evaporar el agua debe absorber el calor latente y lo hace robado calor al bulbo del termométro. Entonces la temperatura del termómetro desciende.
Conociendo la temperatura del bulbo seco (temperatura normal) y la temperatura del bulbo húmedo podemos conocer las condiciones ambientales de humedad

Se puede obtener la temperatura de bulbo humedo con la tabla psicometrica


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Temperatura de Bulbo Seco
Por Guadalupe Solis

Temperatura de bulbo seco o temperatura seca es la medida con un termometro convencional de mercurio o similar cuyo bulbo se encuentra seco.
Esta temperatura junto a la temperatura de bulbo húmedo es utilizado en la valoración del confort higrotérmico, en la determinación de la humedad relativa, en psicrometría para el estudio y determinación del comportamiento de mezclas de aire.
Mediante el diagrama psicrométrico o tablas psicrométricas es posible a partir de dos valores de entrada conocer el resto de las propiedades de las mezclas de aire seco y aire húmedo.
Es utilizado en meteorología, confort higrotérmico en arquitectura bioclimática o arquitectura sustentable, entre otros.
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Temperatura de Ebullición






Temperatura de Rocío






Teorema de Buckingham para Análisis Dimensional de Transferencia de Masa

Por: Heidy Mariana Alvarez Ortega

El Teorema de Pi-Buckingham es un teorema clave en análisis dimensional. El teorema establece que si tenemos una ecuación física en la que están involucradas n variables físicas y esas variables se expresan en términos de k cantidades físicas independientes, entonces la ecuación original es equivalente a una ecuación con una serie de p = n - k números adimensionales construidos con las variables originales. Este teorema proporciona un método de construcción de parámetros adimensionales incluso cuando la forma de la ecuación es desconocida. De todas formas la elección de parámetros adimensionales no es única y el teorema no elige cuáles tienen significado físico.
Más formalmente, el número de términos adimensionales construidos p es igual a la nulidad de la matriz dimensional en donde k es el rango de la matriz.
En términos matemáticos, si tenemos una ecuación física tal que:
en donde qi son las n variables físicas, y se expresan en términos de k unidades físicas independientes. Entonces la anterior ecuación se puede reescribir como:

en donde πi son los parámetros adimensionales construidos de p = nk ecuaciones de la forma:
en donde los exponentes mi son números racionales.La utilización de πi como parámetros adimensionales fue introducida por Edgar Buckingham en su artículo de 1.914, de ahí el nombre del teorema.

Teoría de Capa Límite de Concentración







Teoría de Película para Coeficientes de Transferencia de Masa







Teoría de Penetración de Higbie para Transferencia Convectiva de Masa







Torre de Platos







Torre Empacada

por: Valenzuela Sánchez María Leticia

Son torres llenas de empaque, que permiten el contacto líquido- gas, en corriente continua, paralela o a contracorriente.

Los empaques deben cumplir con las siguientes características:
· Proporcionar un área de transferencia de masa grande en relación a su volumen.
· Tener un espacio vacío grande (Para evitar las caídas de presión muy altas)
· Ser inerte químicamente a las corrientes de operación.
· Ser mecánicamente resistente.
· Tener bajo precio.
Los arreglos de empaques, hay de dos tipos, principalmente:

EMPAQUES AL AZAR:

Consiste en empaques, que no se disponen bajo ningún orden, sino simplemente se arrojan dentro de la torre. Antes se utilizaban piedras, grava y materiales similares, pero estos no tienen áreas grandes ni espacios vacíos, así que ahora se utilizan empaques fabricados, como anillos Rasching, sillas Berl, sillas Intalox, anillos de Lessing, anillos Pall (Flexirings), Hy-pal, Telleretes, entre otros. Todos estos tipos de empaques tienen sus propiedades determinadas y los materiales que manejen los fabricantes.

EMPAQUES REGULARES

Los platos a contracorriente, son un ejemplo de estos empaques. Generalmente, su instalación es más costosa, pero ofrecen la ventaja de una caída de presión mucho menor.




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Torre de Pared Mojada








Tortuosidad en Sólidos Porosos






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Vertedero de un Plato
POR ERIK URBINA
Orifício del plato, de una columna de platos, que sirve para que
el producto residual se retire de la masa de líquido.
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Viscosidad







Volatilidad
Por: Grajeda Miranda Gildardo

La volatilidad es la capacidad de una sustancia de evaporarse a una temperatura determinada cun una presión determinada.
Cuanto menos sea la temperatura de evaporación de la sustancia se dice que es más volátil. Existen una gran cantidad de sustancias que se volatizan a temperatura ambiente, tal es el caso de los alcoholes


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