Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fundamentos de Transferência de Massa - Marco Aurélio Cremasco- Ed: 2º - Capítulo 3.Cálculos - Ex. 5
Escreva a equação da continuidade de A e as condições de contorno, assim como as considerações simplificadoras para as seguintes situações:
5. Secou-se, em batelada, 5 kg de arroz em casca em um secador em camada delgada, com ar de secagem a 40°C e 1 atm. Suponha conhecidas a umidade do ar e a pressão do vapor da água nesta temperatura e pressão. Quanto à forma do arroz, admita as seguintes situações:
a) um cilindro infinito de diâmetro igual a 0,37 cm;
b) uma esfera de diâmetro igual a 0,37 cm;
c) um cilindro de diâmetro igual a 0,09 cm e comprimento igual a 0,27 cm.
Passo 1
Falaaa... tudo benzinho??
Nessa questão vamos escrever a equação da continuidade de , que tem lá no livro e tals...
Vamos precisar do fluxo molar de A:
E fazer simplificações, além de definir as condições de contorno.
Passo 2
Bom... As considerações são:
- Regime permanente, porque as propriedades do fluido não mudam com o tempo:
- Sem reação química homogênea:
- Fluxo unidirecional:
Daí, depois dessas simplificações, temos a equação da continuidade reduzida a:
Passo 3
Agora pegando a equação do fluxo molar:
Maaas, como o ar está estagnado no capilar:
E ficamos com:
Substituindo no que achamos no passo anterior:
Repara que as constantes a gente pode botar pra fora:
E passar pro outro lado dividindo, maaaas zero dividido por qualquer coisa é zero, né?
Passo 4
Agora vamos achar as condições de contorno.
Como a difusão do CO ocorre na película gasosa, as condições de contorno se referem às fronteiras que envolvem o gás. Daí temos:
No topo:
Na interface gás-líquido: (o gás é absorvido instantaneamente)
Ohhh... acabamos mais uma. Bora pra próxima?
Resposta
a)
C1:
CC1:
CC2:
b)
C1:
CC1:
CC2:
c)
C1:
CC1:
CC2:
CC3:
CC4: , sendo .