El proceso consiste en poner en contacto aire
caliente con la bola de naftalina cuya superficie se calienta y se somete así
al proceso de sublimación. Para el aire caliente se uso el secador de pelo, la
boca del secador se introdujo en parte
inferior del tubo el cual se sostenía
horizontalmente con el soporte universal por tanto el aire fluía
ascendentemente. En el extremo superior del tubo se instalo la bola de
naftalina sobre una base en forma de canasta elaborada con el alambre de cobre, entre los extremos superior e inferior se realizo un agujero al tubo en el cual se
introduciría un termómetro para medir la temperatura del aire que fluye hacia
la bola. Adicionalmente y para un mejor
registro de los cambios que se presentaban, se dispuso una cámara fotográfica
justo al frente de la bola de naftalina para registrar los cambios. Montaje experimental .
Soporte para la naftalina Registro fotográfico
CALCULO
COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE MASA
Experimental
El coeficiente de transferencia de masa se calcula con la variación del peso con respecto al
tiempo, se realiza una gráfica que
describe esta variación, se obtiene una línea recta para la cual se calcula la
pendiente que es el coeficiente de transferencia de masa Ksg.
Teórica
Una ves se tiene el
Ksg se puede obtener la de transferencia de masa en la interface entre un solido y el flujo de aire mediante la
siguiente ecuación.
Donde:
Ksg: coeficiente de transferencia de masa (m/s)
M: peso molecular (Kg/mol)
Ps: presión de vapor
en la sustancia pura a saturación (N/m2)
r: radio de la partícula
Ts: temperatura en la superficie de la partícula (ºC o ºK)
t : tiempo (s)
W0: masa inicial de la partícula (Kg)
ρs:
densidad de la partícula (Kg/m3)
W: masa
de la partícula en cada intervalo e tiempo
MÉTODO EXPERIMENTAL
Cada intervalo de tiempo de 8 min se registra el peso de la partícula de Naftalina
para realizar la gráfica de la variación de la masa (Kg) respecto al tiempo (s).
En esta practica se realizaron tres ensayos para los cuales se vario la velocidad y temperatura del aire.Una ves se tiene los datos se grafica W/W0
W: Peso en cada
intervalo
W0: Peso
inicial de la partícula Toma de Datos
Ensayo 1: Velocidad máxima 7.31 m/s y Temperatura media 54.7ºC.
Ensayo 2: Velocidad máxima 7.31 m/s y temperatura máxima 74ºC.
Ensayo 3: Velocidad mínima 6.33 m/s y temperatura media 54.7ºC
VARIACIÓN DE LA MASA DE NAFTALINA CON EL TIEMPO
INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA
En el proceso de Sublimación de la Naftalina, la
temperatura influye en gran medida, ya que la tasa de transferencia de masa es
mayor al presentarse temperaturas altas
en el medio de sublimación (se
considera alta en nuestro ensayo una temperatura promedio de 67.48°C) comparado
con temperaturas menores, donde el periodo de transferencia era muy largo.
INFLUENCIA DE LA VELOCIDAD DEL AIRE
La velocidad de flujo de aire aumenta el
coeficiente de transferencia de masa, ya que con velocidad del aire mínima, el periodo de transferencia de masa
se hace muy largo con variaciones muy pequeñas, sin embargo la tasa de
transferencia en este caso de velocidad mínima sigue siendo mayor que aquel en
el que se uso temperatura mínima.