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Absorción de un gas en un líquido acompañado por una reacción química: a) Determinación del exponente del número de Schmidt en una correlación de transferencia de materia b) Areas efectivas en torres de relleno

Acerca de

El trabajo se divide en dos partes. En la primera parte se establece por vía experimental el exponente del número adimensional de Schmidt en la correlación de transferencia de materia. Surge de un estudio previo que dicho exponente define al mismo tiempo la relación que existe entre el coeficiente de transferencia de materia, fijada en una expresión de tipo cinético, con la difusividad del molecular. Este estudio se hace para un sistema controlado exclusivamente por la película qíquida o sea donde la etapa controladora reside exclusivamente en la fase líquida. Un suscinto examen de los distintos modelos teóricos para este tipo de transferencia indica un completo desacuerdo en el valor del exponente según las suposiciones que implican cada uno de ellos. Se busca un desarrollo teórico que se adecúe al modelo experimental en que se va a trabajar y este desarrollo con las condiciones de contorno respectivas lleva a un exponente de 0,5. Posteriormente se examinan los distintos valores exponente del número de Schmidt que surgen de determinaciones experimentales. Se observa que todos los valores carecen de un mínimo de rigurosidad que permita asegurar con certeza el valor que indica. Generalmente en los trabajos experimentales debido a lo engorroso del procedimiento se toma como exponente del número de Schmidt el valor teórico más afín al modelo teórico preconizado en la ocasión. Se hace un estudio previo del sistema más conveniente para el trabajo y se elige el sistema triple de agua, glicerina y carbonato. La influencia de la reacción química sobre la transferencia es despreciable en el sistema. Se hacen 43 corridas donde el número de Schmidt varía entre 590 y 3800 y se representa en un gráfico doble logarítmico en función del cociente entre el número de Sherwood y el número de Reynolds elevado este último a la potencia de 0,45. Este exponente surge de un trabajo anterior realizado en el mismo equipo por el Dr. Julio Krasuk. La relación de los puntos así representados indica un exponente de 0,50-0,03. Este exponente coincide con las predicciones de la teoría de la penetración. En la segunda parte de este trabajo aprovechando la correlación de transferencia de materia completada en la primera parte del trabajo se intenta determinar un coeficiente de efectividad para área de transferencia o valores de lo que en la literatura se conoce como área efectiva en una torre de rellen, para el caso de una absorción de un gas acompañada por una reacción química lenta o moderada rápida. Se intenta utilizar el gráfico de Van Krevelen modificado en la oportunidad. A tal efecto se define un nuevo grupo adimensional a partir del DaII al que se lo multiplica por el cociente entre aw/a, área irrigada y área efectiva para una absorción física. Se observa que el cociente K´La/KLa se desvía en función de DaIIaw/a de la curva original de Van Krevelen en función del número de Reynolds observándose una coincidencia plena con la curva original a altos valores del número de Reynolds. La desviación se hace mayor a medida que bajan los valores de dicho número adimensional. Finalmente se verifica una fórmula propuesta por Yoshida. Durante esta parte del trabajo se determinan siguiendo un método de observación, valores de área irrigada y área efectiva para el caso de absorción física siguiendo modelos enunciados para este tipo de relleno por W. Norman y J. Mullin. Las conclusiones del trabajo en su totalidad son: Determinación del exponente del número adimensional de Schmidt. El valor obtenido es 0,50. Si bien no se llega a obtener el coeficiente de efectividad del relleno se demuestra la dependencia de la efectividad del área en función del número de Reynolds que posteriormente permitiría el enunciado de otros modelos. El estudio del problema de áreas efectivo debe tender hacia un estudio de problemas de mezclado y homogeneidad hidrodinámica en la columna que debe dar mejores soluciones al problema.

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Tipo: tesis

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Argentina

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