Exercícios Resolvidos - Transferência de Massa e Evaporação - Engenharia Química

1 Imagine que dentro de um vaso cilíndrico fechado de 192 L e 150 cm² de área são introduzidos 08 L de água pura e o restante do volume preenchido com ar inicialmente seco ambos a 25ºC Neste vaso há um ventilador que mantém a fase gasosa plenamente misturada sem perturbar a interface líquidovapor Mantido a 25ºC a pressão de vapor da água é 238 cmHg Sabendo que depois de 3 minutos o ar confinado do vaso apresenta 5 de umidade relativa estime o valor experimental do coeficiente de transferência de massa da água no ar nessas condições 2 Um revestimento muito fino de um polímero fotorresistente dissolvido no solvente volátil metil etil cetona MEK cobre uma pastilha quadrada de silício de 15 cm por 15 cm e espessura de 025 mm O revestimento úmido contém 30 em massa do polímero sólido e 70 em massa de solvente e a carga mássica total do revestimento é 050 g O solvente pode ser considerado estar em um estado líquido O solvente será evaporado da superfície do polímero pelo ar que escoa na direção paralela à superfície da pastilha de silício O vapor do solvente tem de se transferir da superfície do revestimento através da camadalimite hidrodinâmica formada pelo escoamento do ar sobre a superfície Durante o processo de evaporação do solvente uma placa de aquecimento embaixo da pastilha mantém o revestimento a uma temperatura uniforme de 27 C e a pressão de vapor exercida pelo solvente a essa temperatura é constante e igual a 994 mm de Hg O ar em movimento está também a 27 C e 10 atm de pressão total do sistema A taxa de evaporação do solvente é limitada pelo processo de transferência de massa na camada limite O escoamento do ar é alto o bastante em relação à taxa de transferência do solvente de modo que a concentração do vapor do solvente no gás da corrente livre C A é muito pequena e pode ser admitida como próxima a zero Além disso quaisquer resistências associadas com a difusão molecular do solvente através do revestimento muito fino do polímero podem ser desprezadas Testes experimentais mostraram que o solvente contido no revestimento do polímero evaporou após 45 s seguido da exposição à corrente do ar em movimento Baseado nas suposições anteriores qual é o valor medido do coeficiente convectivo de transferência de massa necessário para esse processo Utilizando uma correlação apropriada estime a velocidade de escoamento do ar de secagem para este processo