Componente Práctico Del Curso Transferencia De Masa Código practica 1 PDF

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Componente Práctico Del Curso Transferencia De Masa Código: 211612Mileydis TorresTrabajo Entregado a: Eduart Andrés GutiérrezIngeniería de alimentos Universidad Nacional Abierta y a Distancia, UNAD Valledupar – Cesar 2021Objetivo generalImplementar los conocimientos obtenidos en la practica de las d...

Description

Componente Práctico Del Curso Transferencia De Masa Código: 211612

Mileydis Torres

Trabajo Entregado a: Eduart Andrés Gutiérrez

Ingeniería de alimentos Universidad Nacional Abierta y a Distancia, UNAD Valledupar – Cesar 2021

Objetivo general

Implementar los conocimientos obtenidos en la practica de las diferentes formas de transferencia de masa

Objetivos específicos 

Conocer las variaciones en la difusividad de gases en el aire



Identificar los condicionantes en la destilación

Practica 1. Difusividad de gases en Aire Descripción de la practica Se determinará la difusividad de compuestos orgánicos volátiles en aire. El compuesto volátil estará contenido en un tubo capilar (Figura 1), el tubo capilar estará contenido en un baño de agua a temperatura constante. Una corriente de aire, a la misma temperatura del baño de agua, pasará por el extremo del tubo capilar en un intento de reducir la concentración del compuesto volátil, en ese punto, a cero. El procedimiento experimental consiste en medir la tasa de caída del líquido que nivela el capilar con el tiempo.

Figura 1. Esquema de un tubo de Stefan (Adapatado de: https://en.wikipedia.org/wiki/Stefan_tube) Procedimiento experimental 1. Ajustar temperatura del baño de agua (25 °C – 60°C) 2. Llenar el tubo de Stefan con la muestra (A) (z0 distancia entre la boca del capilar y el compuesto A) 3. Circular aire (25 °C – 60°C) sobre la boca del capilar 4. La altura del liquido (z) desde la boca del capilar se registra cada 30 minutos. Se registra la variación completa de z con t y se calcula DAB a la temperatura del baño y el aire. 5. Se repiten los pasos 1 - 4 para diferentes temperaturas (25 °C – 60 °C) Resultados Tabla 1. Resultados difusividad acetona en aire a diferentes temperaturas Difusividad de Acetona en Aire T (°C) z0 (mm) Z1 (mm) t (s) z1-z0 T (K) DAB (m2/s) Experime nto

1 2 3

40 50 60

11.8 11.7 11.6

11.7 11.65 11.55

1200 1200 1200

Tabla 2. Resultados difusividad cloroformo en aire a diferentes temperaturas Difusividad de cloroformo en Aire a 35 °C, P = 101.3 kN/m2 Experimento

t (s)

z0 (mm)

1

0

10

2

1800

10.5

3

3600

10.95

4

5400

11.3

5

7200

11.65

6

9000

12.1

7

10800

12.42

z1-z0

t/(z1-z0)

Difusividad de cloroformo en Aire a 45 °C, P= 101.3 kN/m2 1

0

10

2

1800

10.55

3

3600

11.2

4

5400

11.7

5

7200

12.15

6

9000

12.5

7

10800

13.05

Difusividad de cloroformo en Aire a 55 °C, P = 101.3 kN/m2 1

0

10

2

1800

11.2

3

3600

12

4

5400

12.95

5

7200

13.8

6

9000

14.55

7

10800

15.45

Calcular - La difusividad promedio de la acetona en aire usando los datos experimentales mostrados en las tablas 1 usando la expresión empírica (ecuación 1) y teóricamente usando la ecuación de Gillliland. Compare los resultados y discuta Tabla 1. Resultados difusividad acetona en aire a diferentes temperaturas Difusividad de Acetona en Aire PB . ℑ DAB (m2/s) Experimento T (°C) z0 (mm) Z1 (mm) t (s) z1-z0 T (K) PA,1 PA,2 27,57 −4,966∗10−5 1 40 11.8 11.7 1200 -0.1 313.15 365,44 501 12,14 −2,523∗10−5 2 50 11.7 11.65 1200 -0.05 323.15 454,3 501 2,97 3 60 11.6 11.55 1200 -0.05 333.15 499,12 501 −1,73∗10−4 z 1− z 0 11.7−11.8=−0.1 11.65 −11.7 =−0.05 11.55−11.6=−0.05 grados kelvin 40 °+273.15= 313.15 50 °+ 273.15=323.15 60 °+ 273.15=333.15

( p− pa ,1 ) −( p−pa ,2 ) ¿ ln ¿ ( p− pa .1 )−( p− pa ,2 ) PB . ℑ = ¿ D ab=

(

2

2

)

(

2

2

)

zt −zt 1 11.8 −11.7 Pa , 1∗ pB , ℑ 365.44∗27,57 = =− 0.000004966= ( ) ( ) 2 2 tPMa pa , 1− pa ,2 40∗756,81∗58,08 365,44 −501

( p− pa ,1 ) −( p−pa ,2 ) ¿ ln ¿ ( p− pa .1 )−( p− pa ,2 ) PB . ℑ = ¿

(

2

2

)

(

2

2

)

zt −zt 1 11.7 −11.65 Pa , 1∗ pB , ℑ 454.3∗10,22 = =−0.000002523 = 2 2 tPMa ( pa , 1− pa ,2 ) 50∗756,81∗58,08( 454.3 −501 ) ( p− pa ,1 ) −( p−pa ,2 ) ¿ ln ¿ ( p− pa .1 )−( p− pa ,2 ) PB . ℑ = ¿ D ab=

(

)

(

)

zt2 −zt 12 11.62−11.552 Pa , 1∗pB , ℑ 499,12∗2,97 = =−0.0000173=− 2 2 tPMa ( pa , 1− pa ,2 ) 60∗756,81∗58,08( 499,12 −501 ) - La difusividad promedio del cloroformo en aire usando el método gráfico y teóricamente usando la ecuación de Gillliland. Compare los resultados y discuta D ab =

Difusividad de cloroformo en Aire a 35 °C, P = 101.3 kN/m2 Experimento

t (s)

z0 (mm)

z1-z0

t/(z1-z0)

1

0

10

0

0

2

1800

10.5

0.5

3600

3

3600

10.95

0.45

8000

4

5400

11.3

0.35

15428.57

5

7200

11.65

0.35

20571.42

6

9000

12.1

0.45

20000

7

10800

12.42

0.32

33750

Difusividad de cloroformo en Aire a 45 °C, P= 101.3 kN/m2 1

0

10

0

0

2

1800

10.55

0.55

3272.72

3

3600

11.2

0.65

5538.46

4

5400

11.7

0.5

10800

5

7200

12.15

0.45

16000

6

9000

12.5

0.35

25714.28

7

10800

13.05

0.55

19636.36

Difusividad de cloroformo en Aire a 55 °C, P = 101.3 kN/m2 1

0

10

0

0

2

1800

11.2

1.2

1500

3

3600

12

0.8

4500

4

5400

12.95

0.95

5684.21

5

7200

13.8

0.85

8470.58

6

9000

14.55

0.75

12000

7

10800

15.45

0.9

12000

Difusividad de cloroformo en Aire a 35 °C, P = 101.3 kN/m2 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 1

2

3

4

5

6

7

Difusividad de cloroformo en Aire a 45 °C, P= 101.3 kN/m2 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 1

2

3

4

5

6

7

Difusividad de cloroformo en Aire a 55 °C, P = 101.3 kN/m2 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0

1

2

3

4

5

6

7

- Discutir la variación de los datos experimentales con los reportados en la literatura Los datos encontrados en la practica nos permite observar el comportamiento de las difusiones a diferentes temperaturas con el mismo compuesto (Acetona y cloroformo), y se observa como varían sus presiones en función de la variación de la temperatura, mientras que en el la difusión del cloroformo el comportamiento gráficamente los diferentes experimentos...