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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 27

Um experimento é projetado para medir o coeficiente de partição, K , associado à transferência de um produto farmacêutico através de um material polimérico. O coeficiente de partição é definido como a razão das concentrações da espécie de interesse (o produto farmacêutico) em cada lado de uma interface. No experimento, um fármaco líquido ( ρ f   =   1250   k g / m 3 ) é injetado em uma esfera de polímero oca com diâmetros interno e externo de D i   =   5   m m   e D e   =   5,1   m m , respectivamente. A esfera é exposta a condições convectivas nas quais a concentração do fármaco na superfície externa é nula. Após uma semana, a massa da esfera é reduzida em Δ M   =   8,2   m g . Qual é o valor do coeficiente de partição se a difusividade mássica for D A B   =   0,2   x   10 - 11   m 2 / s ?

Passo 1

Nessa questão nós temos as dimensões da esfera contendo um produto farmacêutico e a perda de massa da esfera durante um período especificado, difusividade da massa, condições externas.

E com essas informações queremos encontrar o valor do coeficiente de partição, K.

Passo 2

Para resolver essa questão vamos assumir:

(1) Propriedades constantes e condições de estado estacionário;

(2) Meio estacionário.

Passo 3

Pela definição do coeficiente de partição fornecido no enunciado do problema,

ρ p , 1   =   K ρ p  

ρ p , 2   =   K ρ p , ∞

A taxa de transferência de massa através do polímero é encontrada usando a abordagem de resistência à difusão de espécies unidimensional

n p , r =   ( ρ p , 1 - ρ p , 2 ) R m , d i f = K ρ p 1 4 π D A B 1 r 1 - 1 r 2 = ∆ M ∆ t  

Então,

K =   ∆ M ∆ t ρ p 1 4 π D A B 1 r 1 - 1 r 2  

K =   8,2 × 10 - 6 k g 7   d i a s   x   24 h o r a s d i a   x   3600 s h x   1250 k g m 3 x 1 4 π × 0,2 × 10 - 11 m 2 s 2 5 × 10 - 3   m - 2 5,1 × 10 - 3   m = 0,003 4

Resposta

K = 0,003 4

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