Fenomenos de Transporte

Por:Dr. Victor Varela Guerrero

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Transferencia de Masa y la Ley de Fickdensidad

Fraccion masa

Consentracion Molecular de una especie definida

Gases ideales

Mezclas

Fracciones Molares

Velocidades de la masa

Velocidad promedio de la masa en una mezcla multicomponentes

Velocidad molar promedio en una mezcla multicomponentes

Flux de molar de masaLey de Fick

Expresado en una sola direccion

El Flux de masa pude ser expresado en:

Velocidad y concentracion

Contribuicion del gradeinte de concentracion

Contribuicion general de moviemiento

Tambien puede ser expresad den fraccion masa

Diferentes forma de la ecuacion del flux de masa

Velocidad de la difusion molar (potencial quimico)

Ecuacion de Fick para fase homogenea

Coeficiente de difusion

Conversiones

Difusion de gases

Difusion en si misma

Cuando consideramos dos esferas en dos diferentes gases

Difusion de Gases en sistemas binarios

Relaciones empiricas

Relaciones graficas

Para cuando las moleculas son no polares

Para cuando se Trata de altas presiones se tiene que considerar lo siguiente:

Ejercicio 1Determinar el coeficiente de difusion del bioxido de carbono en el aire a 20 C

Ejercicio 1

Ejercicio 1

Ejercicio 1

Correlacion de Fuller, Schettler y Giddings

Ecuacion diferencial para la Transferencia de masa

Ahora si lo hacemos para un solo componente:

Ecuacion Diferencial

Velocidad de acumulacion Si existe reaccion quimica

Ecuacion Diferencial

Ecuacion de Continuidad

Ecuacion diferencial

Ecuacion de continuidad para mezclas

Ecuacion de continuidad para mezclas

Tarea proxima semanaObtener la ecuacion de la segunda ley de Fick, en coordenadas esfereicas

Algoritmo para la solucion de problemas

Algoritmo para la solucion de problemas

Algoritmo para la solucion de problemas

EjemploUn circuito microelectronica esta fabricado formando muchas capas o peliculas delcadas sobre un soporte de silicon (Si) que sirve como semiconductor. Las capas o peliculas de silicon son formadas a traves de deposicion de vapor o CVD, sobre la superficie de otro soporte.

Esta reaccion ocurre en la superficie a muy baja presion (10 0 Pa) y alta temperatura (900 K). En muchos muchos reactores de CVD, la fase gas no esta mezclada con la pelicula de silicon, sin embargo a alta temperatura la reaccion es muy rapidad, consecuentemente la difusion molecular del Si H4 vapor controla la formacion de la pelicula. Considerando una mezcla de silano e hidrogeno gas como se muestra en la figural.

Ejemplo

Ejemplo

Ejemplo

Ejemplo

Tarea