Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 40
Uma grande placa de material com de espessura contém hidrogênio dissolvido com uma concentração uniforme de . A placa é exposta a uma corrente de fluido que faz com que a concentração do hidrogênio dissolvido seja reduzida abruptamente a zero em ambas as superfícies da placa. Essa condição na superfície é mantida constante a partir desse instante. Se a difusividade mássica do hidrogênio é de , quanto tempo é necessário para que a concentração do hidrogênio dissolvido no centro da placa atinja um valor de ?
Passo 1
Nessa questão nós temos a concentração inicial de hidrogênio em uma folha de espessura dada e as concentrações de superfície para o tempo .
Com essas informações vamos encontrar o tempo necessário para a densidade do hidrogênio atingir o valor dado no plano médio da folha. Vamos lá!!
Passo 2
Para resolver essa questão vamos assumir:
(1) Difusão unidimensional em ;
(2) constante;
(3) Nenhuma reação química interna;
(4) Concentração molar total uniforme;
(5) Meio estacionário.
O número de Biot de transferência de massa é,
Portanto,
Por analogia com a Equação 5.44, a solução aproximada é,
Passo 3
Usando os valores de e da Tabela 5.1, temos,
De onde tiramos que,
Então,