CONDUCTIVIDAD TERMICA Y MECANISMO DE TRANSPORTE DE ENERGÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA - UMSA DOCENTE: ING. MARCELO GORRITY

FENOMENOS DE TRANSPORTE “A” 

CONDUCTIVIDAD TERMICA Y MECANISMO DE TRANSPORTE DE ENERGIA

CONDUCTIVIDAD TERMICA Y MECANISMO DE TRANSPORTE DE ENERGÍA PROBLEMA 9.A-9 CONDUCTIVIDAD TERMICA DEL CLORO GASEOSO.

Usando la ecuación 9.3-15 calcular la conductividad térmica del cloro gaseoso. Para hacer esto usted necesitará usar la ecuación 1.4-14 para estimar la viscosidad, y también necesitará los valores siguientes de calor específico: T (K) 200 300 400 500 600 8.06 8.12 8.44 8.62 8.74 Cp (cal/g-mole. K) Verifique para ver qué los valores calculados están de acuerdo con la conductividad térmica experimental dada en la tabla.

SOLUCION

La viscosidad para un gas puro es la siguiente

Para la obtención de los datos requeridos para la formula recurriremos a la tabla E1

Ahora procederemos a calcular la viscosidad en función de la temperatura y la colisión Integral para el uso de la ecuación de Lennard-Jones Lennard-Jones

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Ahora desarrollaremos la tabla con la k pred. Con la l a ayuda de la ecuación 9.3-15 Basándonos en las temperaturas dadas en la tabla 1. T [ºK]

T/357

Ωµ

µ

(Cp+1.25*R)

k pred

k obs

k obs/k pred

198

0.555

2.0915

8.93040E-05

10.54

1.32750E-05

1.31E-05

0.9868

275

0.770

1.8217

1.20833E-04

10.59

1.80470E-05

1.90E-05

1.0528

276

0.773

1.8239

1.20907E-04

10.59

1.80580E-05

1.93E-05

1.0688

276

0.773

1.8239

1.20907E-04

10.59

1.80580E-05

1.92E-05

1.0632

363

1.017

1.5799

1.60074E-04

10.81

2.44044E-05

2.62E-05

1.0736

363

1.017

1.5799

1.60074E-04

10.81

2.44044E-05

2.61E-05

1.0695

395

1.106

1.5138

1.74271E-04

10.91

2.68148E-05

3.04E-05

1.1337

453

1.269

1.4172

1.99349E-04

11.02

3.09827E-05

3.53E-05

1.1393

453

1.269

1.4172

1.99349E-04

11.02

3.09827E-05

3.42E-05

1.1038

495

1.387

1.3609

2.17006E-04

11.095

3.39565E-05

3.72E-05

1.0955

553

1.549

1.2974

2.40594E-04

11.17

3.79019E-05

4.14E-05

1.0923

583

1.633

1.2694

2.52483E-04

11.2

3.98816E-05

4.43E-05

1.1108

583

1.633

1.2694

2.52483E-04

11.2

3.98816E-05

4.45E-05

1.1158

676

1.894

1.1994

2.87743E-04

11.32

4.59383E-05

5.07E-05

1.1037

676

1.894

1.1994

2.87743E-04

11.32

4.59383E-05

4.90E-05

1.0666

promedio

1.0851

El valor predicho de k supera la que fue observada alrededor de un 8 %

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PROBLEMA 9.A-10 La conductividad térmica de mezclas de cloro-aire.

Usando la ecuación ecuación 9.3-17, prediga las conductividades térmicas térmicas de cloro - aire para las diferentes mezclas que están a 297K y 1 atm para las siguientes fracciones molares de cloro: 0.25, 0.50, 0.75. El aire puede ser considerado una sola substancia, y los datos siguientes pueden ser asumidos:

Solución Designamos a: Componente 1 : Cloro Componente 2 : Aire En la ecuación 9.3-17 tenemos la conductividad conductividad térmica de una mezcla m ezcla de gases

En la ecuación 1.4-16 obtenemos los siguientes coeficientes:

         √  ( (   ) [ [    ( ) ]           √  ( (   ) [ [    ( ) ] 

Para este caso tendremos 4 combinaciones, pero 2 de ellas serán igual a la unidad

Al contar con los coeficientes respectivos procedemos a calcular el k con la ayuda de la ecuación 9.3-17 para diferentes fracciones molares, de la siguiente forma:

Con un x1=0.25

Con un x1=0.5

Con un x1=0.75 PRQ - 200 

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