Los coeficientes de transferencia masiva son parámetros esenciales en la ingeniería química, utilizados para cuantificar la tasa de transferencia de masa entre fases. El cálculo exacto de estos coeficientes ayuda a optimizar procesos como destilación, absorción y extracción. Este artículo analiza técnicas comunes y ofrece ejemplos prácticos para calcular los coeficientes de transferencia de masa.

Métodos para calcular coeficientes de transferencia de masa

Existen varios métodos para estimar los coeficientes de transferencia de masa, incluyendo correlaciones empíricas, números sin dimensiones y mediciones experimentales. La elección del método depende de las características específicas del sistema y de los datos disponibles.

Correlaciones empíricas

Las correlaciones empíricas se refieren al coeficiente de transferencia de masa a parámetros mensurables como los caudales, las propiedades de los fluidos y la geometría del sistema. Las correlaciones comunes incluyen el número de Sherwood (Sh), el número Reynolds (Re), y el número Schmidt (Sc).

Sh = 0.664 Re1/2] Sc1/3

Ejemplo de cálculo práctico

Suponga flujos de aire sobre una superficie líquida, y el objetivo es determinar el coeficiente de transferencia de masa para el oxígeno. Dados los datos incluyen velocidad de flujo, propiedades de fluidos y dimensiones del sistema, el cálculo implica:

  • Calculando Re y Sc basado en propiedades de fluido y condiciones de flujo
  • Aplicar la correlación empírica para encontrar Sh
  • Utilizando el número Sherwood para determinar el coeficiente de transferencia de masa (k)

Por ejemplo, si Re = 1000 y Sc = 600, entonces Sh ♥ 0,64 × 10001/2] × 6001/3. El valor de Sh puede utilizarse para encontrar k dividiendo Sh por la longitud característica y la difusividad del fluido.

Resumen

La cálculo de los coeficientes de transferencia de masa implica seleccionar métodos apropiados, aplicar correlaciones empíricas y utilizar datos del sistema. Estos cálculos son vitales para diseñar y optimizar procesos químicos que implican intercambio de masas.