Ar sem benzeno a e entra em um tubo de de diâmetro a uma velocidade média de . A superfície interna de um tubo de de comprimento é revestida com uma fina película de benzeno puro a . A pressão do vapor de benzeno a é , e a solubilidade do ar em benzeno é considerada desprezível. Calcule o coeficiente médio de transferência de massa em , a concentração molar de benzeno no ar na saída e a taxa de evaporação do benzeno em .

a) Pare resolver essa questão, podemos começar calculando o número de Reynolds do fluxo usando a seguinte relação:

Temos que o número de Reynolds é maior que , portanto, o fluxo é turbulento. Agora vamos calcular o número de Schmidt usando a seguinte relação:

Neste caso, pela Tabela 14-13, podemos calcular o número de Sherwood usando a seguinte relação:

Substituindo os termos da equação pelos dados obtidos, temos:

Usando a definição do número de Sherwood, o coeficiente de transferência de massa é determinado usando a seguinte relação:

Portanto, o coeficiente de transferência de massa é .

b) Podemos calcular a concentração de benzeno na superfície da seguinte forma:

A concentração molar de benzeno no ar de saída é determinada da usando a seguinte relação:

Substituindo os termos da equação pelos dados obtidos, temos:

Portanto, a concentração molar de benzeno no ar de saída é .

c) Podemos calcular a taxa de evaporação do benzeno usando a seguinte relação:

Substituindo os termos da equação pelos dados obtidos, temos:

Portanto, a taxa de evaporação do benzeno é .