Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 8º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 15
Um equipamento de laboratório para medir coeficientes de difusão de misturas vapor–gás é constituído por uma coluna vertical, com diâmetro pequeno, na qual há uma fase líquida que evapora para um gás escoando sobre a boca da coluna. A vazão do gás é suficiente para manter uma concentração do vapor desprezível no plano de saída. A coluna tem de altura, e a pressão e a temperatura na câmara são mantidas a e , respectivamente.
Com objetivo de calibração, foi solicitado a você que calculasse a taxa de evaporação esperada em um teste com água e ar sob as condições especificadas, usando o valor conhecido de para a mistura vapor–ar.
Passo 1
E aí, pronto para resolver essa questão comigo?
Então, vamos lá!
Começamos o nosso problema fazendo algumas considerações:
- Estado estacionário;
- Difusão unidimensional;
- Propriedades constantes;
- e constantes;
- Vapor d’água apresenta um comportamento de gás ideal;
- Vapor d’água desprezível no ar da câmara.
Agora, devemos obter algumas propriedades a partir das Tabelas do Apêndice A.
- Tabela A.6 – Água ():
- Tabela A.8 – Vapor d’água ():
Bora para as contas!
Passo 2
Temos que a vazão molar por unidade de área é dada por:
Onde é a concentração da mistura, que pode ser obtida pela Lei dos Gases Ideais:
As frações molares em e , são:
Substituindo os dados na nossa equação de vazão molar:
Passando para vazão mássica:
Bem de boa né?
Te espero na próxima questão!