Aula Coeficiente de Transferência de Massa

EQE 476 – Transferência de Massa Prof. Cristiano Borges Escola de Química - UFRJ Novembro / 2022 EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Fluxo em relação a .... Mistura Interface Ni = ki. Ci o -Ci d ( ) Analogia com transferência de energia (Colburn – Drew) EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é pouco importante # convecção é importante EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é pouco importante NAz = - DAB d (CAd -CA1 ) EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é pouco importante NAz = - DAB d (CAd -CA1 ) NAz = kc ' CA1 -CAd ( ) k’ c=DAB/d EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é pouco importante NAz = kc ' CA1 -CAd ( ) Para líquidos: NAz = kL ' CA1 -CAd ( ) NAz = kx ' xA1 - xAd ( ) EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é pouco importante NAz = kc ' CA1 -CAd ( ) Para gases: NAz = kc ' R.T PA1 - PAd ( ) NAz = kG ' (PA1 - PAd ) EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é pouco importante NAz = kc ' CA1 -CAd ( ) Para gases: NAz = P.kG ' (yA1 - yAd ) NAz = ky ' yA1 - yAd ( ) EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção É importante NBz = 0 EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é importante NBz = 0 EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é importante NBz = 0 EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é importante NBz = 0 EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é importante NBz = 0 EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é importante EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é importante Média Logarítmica EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é importante EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é importante EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é importante EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é importante NAz = kc.(CA1 -CAd) EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é importante NAz = kc.(CA1 -CAd) Para líquidos: NAz = kL CA1 -CAd ( ) NAz = kx xA1 - xAd ( ) EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é importante NAz = kc.(CA1 -CAd) Para gases: NAz = Pkc ' R.T.(1- PA)M (PA1 - PAd ) EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é importante NAz = kc.(CA1 -CAd) Para gases: NAz = Pkc ' R.T.(1- PA)M (PA1 - PAd ) NAz = kG PA1 - PAd ( ) EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é importante NAz = kc.(CA1 -CAd) Para gases: NAz = Pkc ' R.T.(1- PA)M (PA1 - PAd ) NAz = kG PA1 - PAd ( ) = P.kG(yA1 - yAd) EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA Corrente de gás (B) z = d, CA= CAd z = 0, CA= CA1 Regime estabelecido # convecção é importante NAz = kc.(CA1 -CAd) Para gases: NAz = Pkc ' R.T.(1- PA)M (PA1 - PAd ) NAz = ky(yA1 - yAd) EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA EXEMPLO (Hines 5.1): Líquido A evapora para um gás B e difunde em um tubo com 5 cm de comprimento (d) a 25oC. Pressão total: 1 atm; DAB = 1,0 x 10-5 m2/s; yA1 = 0,2; yAd = 0,001 NA = ? Coeficiente de T. M. = ? Corrente de gás (B) P = 1 atm T = 25oC yA1 = 0,2 yAd = 0,001 5 cm NA EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA EXEMPLO (Hines 5.1): Líquido A evapora para um gás B e difunde em um tubo com 5 cm de comprimento (d) a 25oC. Pressão total: 1 atm; DAB = 1,0 x 10-5 m2/s; yA1 = 0,2; yAd = 0,001 NA = ? Coeficiente de T. M. = ? NAz = P2DAB R.T.d.(PB)M (yA1 - yAd ) Conveção é importante: NAz = kc ' (1- XA)M .(CA1 -CAd) EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA EXEMPLO (Hines 5.1): Líquido A evapora para um gás B e difunde em um tubo com 5 cm de comprimento (d) a 25oC. Pressão total: 1 atm; DAB = 1,0 x 10-5 m2/s; yA1 = 0,2; yAd = 0,001 NA = ? Coeficiente de T. M. = ? Conveção é importante: PB1 = (1 – XA1) = (1 - 0,2).1 = 0,8 atm PBd = (1 – XAd) = (1 - 0,001).1 = 0,999 atm (PB)M = 0,896atm EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA EXEMPLO (Hines 5.1): Líquido A evapora para um gás B e difunde em um tubo com 5 cm de comprimento (d) a 25oC. Pressão total: 1 atm; DAB = 1,0 x 10-5 m2/s; yA1 = 0,2; yAd = 0,001 NA = ? Coeficiente de T. M. = ? NAz = P2DAB R.T.d.(PB)M (yA1 - yAd ) Conveção é importante: NAz = 12.(1,0.10-5) (82,06.10-3).(298).(0,05)(0,896) (0,2-0,001 ) =1,82.10-6 kgmol m2.s EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA EXEMPLO (Hines 5.1): Líquido A evapora para um gás B e difunde em um tubo com 5 cm de comprimento (d) a 25oC. Pressão total: 1 atm; DAB = 1,0 x 10-5 m2/s; yA1 = 0,2; yAd = 0,001 NA = ? Coeficiente de T. M. = ? ky = P2DAB R.T.d.(PB)M Conveção é importante: ky = 12.(1,0.10-5) (82,06.10-3).(298).(0,05)(0,896) = 9,13.10-5 kgmol m2.s EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA EXEMPLO (Hines 5.1): Líquido A evapora para um gás B e difunde em um tubo com 5 cm de comprimento (d) a 25oC. Pressão total: 1 atm; DAB = 1,0 x 10-5 m2/s; yA1 = 0,2; yAd = 0,001 NA = ? Coeficiente de T. M. = ? Conveção não é importante: NAz = P.DAB R.T.d (yA1 - yAd ) NAz = 1.(1,0.10-5) (82,06.10-3).(298).(0,05) (0,2-0,001 ) =1,63.10-6 kgmol m2.s EQE 476 – Transferência de Massa COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA EXEMPLO (Hines 5.1): Líquido A evapora para um gás B e difunde em um tubo com 5 cm de comprimento (d) a 25oC. Pressão total: 1 atm; DAB = 1,0 x 10-5 m2/s; yA1 = 0,2; yAd = 0,001 NA = ? Coeficiente de T. M. = ? Conveção não é importante: NAz = P.DAB R.T.d (yA1 - yAd ) NAz = 1.(1,0.10-5) (82,06.10-3).(298).(0,05) (0,2-0,001 ) =1,63.10-6 kgmol m2.s NAz =1,82.10-6 kgmol m2.s Conveção é importante: