Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 8º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 31
Emissões de óxido nítrico pela descarga de automóveis podem ser reduzidas com o uso de um conversor catalítico. A seguinte reação ocorre na superfície do catalisador:
A concentração de é reduzida pela passagem dos gases de exaustão sobre a superfície do catalisador e a taxa de redução no catalisador é governada por uma reação de primeira ordem com a forma dada pela Equação 14.66. Como uma primeira aproximação, pode-se supor que o atinge a superfície por difusão unidimensional através de um fino filme de gás com espessura , que se encontra adjacente à superfície. Fazendo referência à Figura 14.7, considere uma situação na qual o gás de exaustão está a e , e a fração molar do é de . Para , e espessura do filme , qual é a fração molar do NO na superfície do catalisador e qual é a taxa de remoção do para uma superfície com área ?
Passo 1
E aí, vem comigo resolver essa questão?
Vamos lá então!
Começamos o nosso problema realizando algumas considerações:
- Estado estacionário;
- Difusão unidimensional;
- Os efeitos do movimento em massa na transferência de no filme são insignificantes (Meio estacionário);
- Nenhuma reação homogênea de no filme;
- Propriedades constantes, incluído uma concentração molar total, , em todo o filme.
Bora para os cálculos!
Passo 2
Calculando a fração molar do NO na superfície do catalisador:
Substituindo os dados:
Ainda há coisa para descobrirmos!
Passo 3
Além disso, temos que:
Calculando a concentração molar total para um gás ideal:
Portanto:
A taxa molar de remoção de para toda a superfície é então:
Te espero na próxima questão!