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Calcular la difusividad de Manitol OH 0H , en agua, en una solución diluida a 20ºC. Comparar con el valor tabulado 0, Solución: De la Tabla 3 se tiene = 14,8(6) + 3,7(14) + 7,4(6) = 185, Para agua como solvente = 2, = 18,02 , T = 293 º K Para soluciones diluidas, la viscosidad u puede ser la del agua. Se sabe que el difunde a través de la goma vulcanizada y que = O,11(10 5 ) / s a 25 C y que la solubilidad del gas Calcular la velocidad de difusión del a través de una membrana de goma de 1 mm de espesor a 25º C si la presión parcial del es 1 cm de Hg en un lado y cero al otro lado. Calcular la permeabilidad de la membrana. Solución A la presión de 1 cm de Hg (1/76 atm) la solubilidad del n la goma es
ó 0,01184 / 22400 g mol / Aguas abajo de la membrana la concentración de es cero. El espesor Z = 0,1 cm Además Nótese que: P = (solubilidad) (Treybal) Esferas de aluminio porosas, de 1 cm de diámetro, 25 % de huecos, fueron impregnadas con solución de KC1 de 0, g / de concentración. Al sumergirlas en agua corriente pura, pierden el 90 96 de un contenido salino en 4,75 h. La temperatura es de 25º C. A esta temperatura la difusividad promedio de KCl en agua en el rango indicado de concentración es 1,84(10-5) / s.
Una loseta de madera, de 15,2 cm x 15,2 cm x 1,9 cm, con un con tenido de humedad uniforme inicial del 39,7 % de agua, se expone a aire relativamente seco. Los bordes delgados se sellan, y el secado tiene lugar, por las 2 caras planas grandes, por difusión interna del agua líquida hasta la superficie y por evaporación en la superficie. El con tenido de humedad en la superficie permaneció constante en 8%. Alcabo de 7 hr 40 min, el contenido medio de humedad cayó al 24%. a) calcular la difusividad eficaz cm 2/s: b) suponiendo que D permanece constante y es la misma para la. difusión en cualquier dirección. ¿Qué contenido medio de agua quedará en la loseta secándola por una sola cara, y cual por las seis caras, duran te el mismo lapso?. c) qué contenido medio de agua tendrá un cilindro de 1 pie de largo y 6 pulgadas de diámetro, secándolo por toda su superficie durante 7 días Solución:
b) secado por 1 sola cara Para difusión a través de las 6 caras:
Se absorbe desde el aire a 68º F y 1 (a tm) en una torre rellena en co-corriente usando a 68 º F como absorbente. Se usa un flujo de gas a la entrada de 1540 /h y libre de amoniaco a un flujo de Se desea reducir la concentración de desde 3.,52 1,29 % usando una corriente de 1, veces el mínimo. Determine: a) la razón b) el flujo actual del agua
C) concentración a la salida en la corriente acuosa
La presión de equilibrio sobre las disoluciones diluidas de en agua se puede expresar por la ecuación = 645 X (en mm Hg),siendo X la fracción molar de en el líquido. Determine: a) la capa que rige la difusión en este caso. b) el coeficiente global de transporte, referido a dicha capa. Solución Tal como están dados los coeficientes reales, en unidades diferentes, no pueden compararse. Tomando como fuerza impulsora la fracción molar, se determina primero el coeficiente kx para la fase liquida. Se tiene: = (x- ) = (C - Ci) en que es la fuerza impulsora y es la misma para ambos casos a su vez: siendo C la concentración molar total (1000/18 mol / 1) Así se obtiene: después se expresa m en forma adimensional que es la pendiente de la recta. Se llama y la fracción molar de en el gas = P Y = 2.760 x Y = 645 X luego
para el coeficiente global referido a la fase gaseosa La razón de resistencia en la capa gaseosa y la capa liquida será luego la difusividad está definida por la capa gaseosa (95 % del total). coeficiente global fase gaseosa: La relación entre y (^) y es la misma que existe entre y. Benceno fluye en una película delgada que cae en la superficie exterior de un cilindro vertical. Aire seco, e 110 * F y 1 atm fluye en ángulo recto a un cilindro de 3 pula de diámetro y 2 pie de largo, a una velocidad de 20 pie / s. La temperatura del liquido es 60 * F. Calcular la velocidad a la que se debe alimentar el liquido en la parte superior del cilindro, si la superficie completa del cilindro se usa para el proceso de evaporación, y el benceno se debe evaporar completamente al llegar al extremo inferior del cilindro. Solución Aire a 110ºF y 1 atm: cálculo de la densidad se supone gas ideal : P V = n RT
= (20 pie/s) (3600 s/h ) (0,0698 lbm / )(lb mol/ 29 lbm) = 173,4 lb ml / h. El coeficiente de transferencia de masa en la película, , se evalúa de El flujo molar es: = (^) ( - ) Un sistema de extracción en contracorriente se utiliza para tratar 1000 lbm de afrecho de soya por hora. El sistema está diseñado para tratar soya que contiene 18 % de aceite y que la solución de extracto que sale del extractor a 800 lbm por hora contenga 40 % de aceite. Si la masa de la solución extracto en los sólidos que salen del extractor es el 50 % en peso, calcular la composición de los sólidos que salen de la primera etapa y la composición del solvente que entra a la primera etapa. Solución 1) Balance de masa del aceite en la primera etapa. 1000(0,18) + = 800(0,4) + 2) Balance de masa del sólido en la primera etapa 1000(0,82) + S. O = 800 = 0 + 3) El sólido total que sale del extractor es W = 1000(0,82) + 1000(0,82)0,5 = 1230 lbm/h Del balance de sólidos 4) Se, construye el diagrama triangular y como se sabe que el extracto no tiene sólidos y contiene 40 % de aceite, esto permite ubicar el punto E, se une con el vértice B.
Sobre la línea EB, se ubica W con Por lo tanto = 0,2 y = 0, 5) Balance de masa del solvente F (0) + S = 800 (0,6) + 1230(0,2) 6) Del balance de aceite S = 800(0,4) + 1230(0913) + 1000(0,18) (i) y del balance de masa total 1000 + S = 800 + 1230 se tiene S = 1030 lbm/h y de i) S = 300
Los datos permiten ubicar E´ y R` con Xe´ = 0,7 y xR= 0,03 La línea conjugada RE se puede trazar y a su vez xE = 0,3 permite ubicar De la figura = 0, YE = 0,23 y = 0, 3) Reemplazando en las ecuaciones de 1) se tiene: 2000 + S = E + R = 2000(0,3) = (0,14) E (0,23) + R (0,025) = XM Resolviendo: 2000 + S = ; = E + R = 4286 600 = (0,14) luego = 4286 lb m/h 0,23 E + 0,025 R = 600 0,23 E + 0,025(4286 - E) = 600
luego E = 2404 lb m/h R = 4286 - 2404 = 1882 lbm/h S = 4286 - 2000 = 2286 lbm/h 4) La masa de extracto producida se obtiene de: F = R ´+ E´ reemplazando y resolviendo se tiene: 2000 = RG ´+ E´ 2000(0,3) = R´(0,03) + E´(0,7) 600 = (2000 - El) .0903 + 0,7 E´ se logra E´ = 806 lb m/h 5) La masa de solvente es 2286 lbm/h y la masa de extracto libre de solvente es 806 Ibm/h (Heldman) 1) Se desea calcular el número de etapas necesarias para extraer el aceite de hígados de halibut empleando éter etílico en contracorriente. La cantidad de solución retenida por los hígados ha sido determinada experimentalmente en función de la composición de la solución. Cantidad de extracto retenido por los hígados lbs. aceite de hígado en 1 lb de solución lbs. solución retenida por 1 lb de hígado libre de aceite 0,0 0, 0,1 0, 0,2 0, 0,3 0, 0,4 0, 0,5 0, 0,6 0, 0,65 0, -0,70 0, 0,72 0, Los hígados frescos de halibut contienen 25,7 % en masa de aceite. Si se recupera el 95 del aceite y el extracto final debe contener 70 % en masa. ¿Cuántas etapas serian necesarias para tratar 1000 lb de higados?.
Figura b: Solvente retenido por los hígados en función de aceite retenido por los hígados. Con estos datos es posible dibujar la curva flujo inferior en el diagrama de fase a partir de: (Ver Fig, c) Figura c: Curva de flujo inferior determinada de las relaciones de equilibrio Balance de materiales del material inerte.
luego: y como el punto w esta' en la curva flujo inferior 'cualquier valor; ya sea el o el lo fijan. La alimentación F, que no tiene solvente está en el eje CB y XFB =, 0, 257
