PROBLEMAS IQ II FENOMENOS DE TRANSPORTE TRANSPORTE 1. Se va a embarcar gas natural licuado (GNL), de la península de Kenai en Alaska hasta un punto en Newport, Oregon, utilizando un transportador marítimo. La composición molar del GNL comercial es: Metano CH4 93.5% en mol Etano C2H6 4.6% Propano, C3H8 1.2% Dióxido de Carbono CO2 0.7% 2. A partir de la ecuación de Fick para para la difusión de A a través de una mezcla binaria gaseosa de A y B, probar que: a) NA + NB = cV; b) nA + nB = ρV; c) jA + jB = 0. 3. A partir de la ecuación de Fick Fick para la difusión de A a través de una mezcla binaria binaria A y B NA=-cDAB∇yA + yA(NA + NB) Deducir las siguientes relaciones, especificando las consideraciones que se hagan durante la deducción: a) nA= -DAB ∇ρA + wA(nA + nB) b) JA=-DAB∇CA 4. Una mezcla gaseosa a una presión total de 1.5 x 10 5 Pa y 295 °K contiene 20 % H2, 40% O2 y 40% H2O en volumen. Las velocidades absolutas de cada especie son -10 m/s m/s , -2 m/s y 12 m/s, respectivamente, todas ellas en la dirección del eje z a) Determinar la velocidad promedio en masa v y la velocidad promedio molar, mezcla. b) Determinar los cuatro flujos; jo2,z, no2,z, Jo2,z, No2,z
V,
para la
5. Una celda de Arnold en estado estacionario se utiliza para determinar la difusividad de metanol en aire a 298 ºK y 1.013 x105 Pa. Si los resultados resultados concuerdan con con el valor que se registra en el 2 apéndice J.1 y la celda tiene una sección transversal de 0.80 cm y una trayectoria de difusión de 16 cm, ¿Cuánto metanol metanol debe suministrarse a la celda para mantener un nivel de líquido constante? A 298 ºK la presión de vapor del metanol es de 1.7 x104 Pa y su peso especifico es de 0.7914. Dato del apéndice J.1 D Metanol- Aire = 1.641 cm2 Pa /s 6. En el caso de la difusión a través de un medio no difusor, el flujo de masa del componente A se describe por la ecuación 26.8. a) ¿Cómo se modifica el flujo del componente A si se duplica la presión sobre el sistema? b) Para que el componente A se transfiera debe existir un gradiente de presión parcial y puesto que casi siempre la presión total para un sistema determinado permanece constante, también debe existir un gradiente de presión parcial para el componente B puede considerarse un gas que no se difunde (NB=0)? 7. La difusividad del etanol a través del aire se determinó en una celda de evaporación de Arnold en estado estacionario. La celda, que tiene ti ene un área en su sección transversal de 0.82 cm2, se hizo funcionar a 297 ºK y 1.013 x 105 Pa de presión. El largo de la trayectoria de difusión fue de 15 cm.
a) Si se evaporaron 0.0445 cm3 de etanol en 10 hr de operación en estado estacionario, ¿cuál será el valor de la difusividad del etanol en aire? b) calcular la misma difusividad, utilizando la ecuación de Hirschfelder y compara los dos valores del coeficiente de difusión. Nota: Los problemas son del Cap. 24 y 26 del libro Welty, Wicks, Wilson. Fundamentos de transferencia de momento, calor y masa. 2da. Edición . Editorial Limusa- Wiley
