Este documento presenta 4 problemas relacionados con la transferencia de masa. El primer problema involucra el cálculo del flujo de estado estable de etanol a través de una película estacionaria. El segundo problema involucra el equilibrio de adsorción de vapor de agua en sílica gel. Los problemas 3 y 4 involucran el cálculo de coeficientes de transferencia de masa y longitud de tubo necesaria para alcanzar una concentración objetivo de naftaleno en el gas de salida.

1. UNI-FIP 2da. PRÁCTICA CALIFICADA (Grupo 1)
PQ-411A
1.- Una solución de etanol (A) – agua (B) en forma de película estacionaria de 1, 80 mm de
espesor a 293 °K, se pone en contacto con la superficie de un disolvente orgánico en el
que sólo el etanol es soluble. En el punto 1, la concentración del etanol es 15,7 % en peso
y la solución tiene una densidad 1 = 970,8 kg/m3
. En el punto 2, la concentración del
etanol es 5,7 % en peso y la solución tiene una densidad 2 = 986,1 kg/m3
. La difusividad
del etanol es 2,87 x 10-5
pie2
/hr. Determine el flujo de estado estable de etanol.
2.- La presión parcial en el equilibrio de vapor de agua en contacto con cierta sílica gel en la
cual se adsorbe agua es, a 25 °C, la siguiente:
Presión parcial H2O,
mm Hg
0 2.14 4.74 7.13 9.05 10.9 12.6 14.3 16.7
Lbm de agua/100 lbm
gel seco = kg/100 kg
0 5 10 15 20 25 30 35 40
a) Grafique los datos de equilibrio como p = presión parcial de vapor de agua contra x =
fracción en peso de agua en el gel.
b) Grafique los datos de equilibrio como X = moles agua/masa seca del gel, Y = moles de
vapor de agua/moles de aire seco, para una presión total de 1 atm.
c) Diez libras masa de sílica gel (4,54 kg) que contienen 5 % en peso de agua adsorbida se
colocan en una corriente de aire en movimiento que contiene una presiónparcial de vapor
de agua de 12 mm Hg. La presión total es 1 atm y la temperatura 25 °C. Cuando se
alcance el equilibrio, ¿qué masa adicional de agua habrá adsorbido el gel?
d) Una libra masa de sílica gel (0,454 kg) que contienen 5 % en peso de agua adsorbida se
coloca en un tanque en el cual hay 400 ft3
(11.33 m3
) de aire húmedo con una presión
parcial de agua de 15 mm Hg. La presión total y la temperatura se mantuvieron a 1 atm y
25 °C, respectivamente. En el equilibrio, ¿cuál será el contenido de humedad del aire y
del gel y la masa de agua adsorbida por el gel?
e) Escribir la ecuación de la línea de operación para (d) en función de X y Y. Convertirla en
una ecuación en función de p y x y graficar la curva de operación con coordenadas p ,
x.
f) Repita (d) para una presión total de 2 atm. ¿puede utilizar la misma curva deequilibrioen
función de X y Y, que utilizó previamente?
3. La transferencia de masa en una capa límite turbulenta formada sobre una placa plana está
definida en función del número local de Nusselt, mediante,
NuAB,x = 0,0292 Rex
4/5
Pr1/3
Si la transición a flujo turbulento ocurre en x = 0,6 m y la placa es de 1,5 m de longitud y 1 m
de ancho, obtenga las ecuaciones correspondientes a:
a) El coeficiente medio de transferencia de masa kc, correspondiente a toda la placa
b) La rapidez de transferencia de masa, NA
4. Pasa aire a través de un tubo de naftaleno de 1 pulgada de diámetro, a una velocidad global de
50 pies/s. El aire se encuentra a 50 °F y a 1 atm. de presión. Suponga que el cambio de
presión a lo largo del tubo es despreciable y que la superficie del naftaleno está a 50 °F.

2. Determine la longitud del tubo, necesaria para producir una concentración de naftaleno en la
corriente emergente de gas, de 3 x 10-8
lb mol/pie3
. A 50 °F, el naftaleno tiene una presión de
vapor de 0,0209 mm Hg y una difusividad en el aire de 0,20 pie2
/h.
bah.
La Profesora
Ciclo 2020-2