Tesis profesional presentada por Guillermo Reynoso Luna

Licenciatura en Ingeniería Química con área en Ingeniería de Procesos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos. Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente: Dr. Olegario Alarcón Waess
Vocal y Director: Dr. René Reyes Mazzoco
Secretario: Ing. María Luisa Sámano Celorio

Cholula, Puebla, México a 14 de mayo de 2005.

Resumen

La búsqueda de una mezcla ternaria y un tensoactivo como aditivo que permita incrementar la mojabilidad (función inversa de la tensión superficial del líquido) y que tenga burbujas estables permitirá definir fluidos que requieran menor cantidad de energía para hervir. El radio de burbuja en las mejores condiciones de ebullición debe ser lo más pequeño posible y es directamente proporcional a la tensión superficial. Se prepararon soluciones de agua, etanol, propilenglicol o etilenglicol y un tensoactivo (dodecil-sulfonato de sodio y lauril-sulfonato de sodio) y se les midió el ángulo de contacto sobre una superficie metálica, pulida y limpia. Se desarrolló el equipo para las mediciones en imágenes fotográficas de los ángulos de contacto: pulido a espejo de la pieza metálica, nivelación, paralaje e iluminación. La presencia de etanol en la mezcla se mantuvo en 16% en peso ya que en esta composición se presenta una disminución sustancial del ángulo de contacto. El tensoactivo se probó en concentraciones de 50, 100 y 150 ppm para encontrar la concentración micelar crítica. Los datos generados con simulador (HYSYS 3.2) no se acercan a los datos experimentales y en algunos casos predijeron tendencias contrarias a las experimentadas. Las mezclas con tensoactivos no se simularon ya que estas moléculas no entran en los paquetes de predicción y la predicción por contribución de grupo no es adecuada. Experimentalmente ha sido posible encontrar mezclas con mayor mojabilidad, con ángulo de contacto muy bajo; la mezcla con agua, etanol, glicol, DSS produjo un ángulo de contacto de 20 grados, que fue el más bajo medido en las condiciones estudiadas. Para medir además la tensión interfacial, se desarrollo el manejo de imágenes para su determinación a través del método de gota pendiente. Ambos métodos, de la gota yacente y la gota pendiente, se podrán emplear para calcular tensiones superficiales de sólidos y corroborar datos de tensión interfacial.

Índice de contenido

Agradecimientos (archivo pdf, 25 kb)

Objetivos (archivo pdf, 17 kb)

Capítulo 1. Introducción (archivo pdf, 159 kb)

  • 1.1 Mojabilidad y constante de Hamaker
  • 1.2 Composición de la mezcla en ebullición
  • 1.3 Mojabilidad y ángulo de contacto
  • 1.4 Componentes dispersivas y polares de la tensión superficial
  • 1.5 Fuerzas de London y de Keesom
  • 1.6 Concentración micelar crítica y modelo propuesto de su acción en la ebullición
  • 1.7 Mediciones de ángulo de contacto en equilibrio
  • 1.8 Empleo de mediciones de ángulo de contacto
  • 1.9 Cálculo de tensiones interfaciales
  • 1.10 Relación de la tensión interfacial con la ebullición

Capítulo 2. Metodología (archivo pdf, 27 kb)

Capítulo 3. Técnicas y Materiales (archivo pdf, 19 kb)

Capítulo 4. Resultados (archivo pdf, 76 kb)

  • 4.1 Conjunto 0. Comprobación de la singularidad de la mezcla etanol - agua
  • 4.2 Conjunto 1. Medición de s de la placa de cobre
  • 4.3 Conjunto 2. Regresión lineal para obtener lv
  • 4.4 Conjunto 3. Mediciones de ángulo de contacto de las mezclas ternarias

Capítulo 5. Conclusiones y Recomendaciones (archivo pdf, 18 kb)

Referencias (archivo pdf, 22 kb)

Anexo 1. Interfacial Energy And Micelle Conditions Of Ternary Mixtures For Improved Heat Transfer (archivo pdf, 155 kb)

Anexo 2. Proyecto final de examen profesional (archivo pdf, 391 kb)

Reynoso Luna, G. 2005. Efecto de la composición de una mezcla ternaria y de un surfactante en concentración micelar crítica sobre el coeficiente convectivo de transferencia. Tesis Licenciatura. Ingeniería Química con área en Ingeniería de Procesos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2005.