Operații unitare

Transportul de proprietate

Procesele fundamentale de transport ale ingineriei chimice se diferentiaza dupa tipul de proprietate astfel:

transportul de caldura pentru care:

Pc = m·cp·t

unde cp este caldura specifica a mediului;

t – temperatura

transportul de masa (al unei specii i) pentru care:

Pi = mi sau P i= ni

unde mi este masa de specie i transportata;

ni – numarul de moli de specie i

transportul de moment (sau cantitate de miscare) pentru care:

Pm = m·w

unde m este masa, iar w - viteza.

Concentratia de proprietate (notata P) este definita prin:

in care V este volumul; in consecinta, concentratia de proprietate se defineste drept cantitatea de proprietate din unitatea de volum.

Concentratiile corespunzatoare sunt:

- pentru caldura: Pc = ρ·cp·t

- pentru specia i: Pi = ρi

- pentru moment: Pm=ρ·w

Purtatori (transportori) de proprietate

- molecule, atomi, ioni, electroni

- asociatii moleculare, curenti de fluid, vartejuri

- fotoni sau cuante de energie electromagnetica (numai pentru transportul de caldura)

Mecanisme de transport

- molecular (difuzional):

- convectiv:

- radiant

Forta motoare a proceselor de transport

- diferenta de temperatura pentru transportul de caldura

- diferenta de concentratie a speciei i pentru transportul de masa

- diferenta de viteza pentru transportul de moment

Transport stationar unidirectional (directia x) :

t = f1(x), ρi = f2(x) sau w = f3(x)

Transport stationar tridimensional

t = f1(x,y,z), ρi = f2(x,y,z) sau w = f3(x,y,z)

Transport nestationar tridimensional

t = f1(τ,x,y,z), ρi = f2(τ,x,y,z) sau w = f3(,x,y,z)

Obiective

Stabilirea cantitativa a profilului celor trei marimi specifice fiecarui proces de transport, adica a modului in care acestea variaza pe directia (directiile) transportului (spatial) si in timp (temporal).

Posibilitatea cuantificarii debitului de proprietate transportata ca expresie a vitezei cu care procesul are loc.

Forma generala a ecuatiei de conservare (bilant) a unei proprietati

O relatie de conservare se aplica unei singure dintre proprietati si se refera la un “sistem” sau la un “volum de control” ce trebuie clar definit odata cu formularea problemei.

Notiunea de “sistem” se utilizeaza, de regula, atunci cand relatia de conservare se aplica la o scara mare (macrobilant) cum ar fi o instalatie intreaga, o parte dintr-o instalatie, un utilaj sau o parte a unui utilaj.

“Volumul de control” defineste un microspatiu careia i se aplica relatia de conservare (microbilant) si se utilizeaza ,de regula, pentru descrierea fenomenelor de transport in scopul exprimarii profilelor de temperatura, concentratie sau viteza intr-un mediu oarecare.

Indiferent de scara, intr-o relatie de conservare trebuie luati in considerare urmatorii patru termeni:

intrarea (I) de proprietate in sistemul (volumul de vontrol) considerat;

iesirea de proprietate (E) din volumul definit;

generarea de proprietate (G) in volumul precizat;

acumularea (A) de proprietate in volumul ales.