Balanço Microscópico

EQE 476 – Transferência de Massa Prof. Cristiano Borges Escola de Química - UFRJ Setembro / 2022 Balanço Microscópico b) Inclusão da relação: Fluxo de massa e gradiente de concentração Maxwell - Stefan S j=1 j¹i n xjNi - xiN j Dij = -Ñxi Sistema de equações Solução numérica EQE 476 – Transferência de Massa ¶CA ¶t +Ñ.NA ± RA V = 0 Balanço de massa/mols EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante Considerações: - Regime estabelecido (Ci e Ni não variam com t) - Gás ideal (T e P conhecidos, c = P/RT) - Binário (A + B) - Condições de contorno: z = Z2 XA= XA,2 (conhecido) z = Z1 equilíbrio termodinâmico G - L EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante Considerações: - Regime estabelecido (Ci e Ni não variam com t) - Gás ideal (T e P conhecidos, c = P/RT) - Binário (A + B) - Condições de contorno: z = Z2 XA= XA,2 (conhecido) z = Z1 EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante Qual o fluxo molar de A transferido para a fase gasosa, nas condições de regime estabelecido de transferência de massa? EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante a) Balanço de massa num elemento de volume transversal a direção do fluxo de massa Dividindo por ΔV=S.Δz EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante a) Balanço de massa num elemento de volume transversal a direção do fluxo de massa Dividindo por ΔV=S.Δz EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante a) Balanço de massa num elemento de volume transversal a direção do fluxo de massa Pela equação da continuidade: EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante b) Relação fluxo x concentração Binário, ideal, diluído → Fick EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante b) Relação fluxo x concentração No problema, admite-se que o gás B é estagnado EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante b) Relação fluxo x concentração Substituindo no balanço de molar de A, tem-se: EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante Equação diferencial 2a ordem Para gás ideal, T e P constante, C é constante, e DAB pode ser admitido independente da concentração: EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante C1 – constante integração C2 – constante integração EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante Fluxo Molar de A: EQE 476 – Transferência de Massa Aplicação da sistemática em problemas específicos Transferência de massa em filme estagnante Fluxo Molar de A: Tente expressar NA,z em função de (XA,1-XA,2)