Uma membrana feita de borracha macia de de espessura separa o puro a e do ar a de pressão. Determine a vazão mássica de através da membrana por unidade de área e direção do escoamento.
Passo 1
Dados fornecidos:
A espessura da borracha macia:
Temperatura do ar:
Pressão do ar:
Pressão de oxigênio:
Premissas:
1) Existem condições operacionais estáveis.
2) A transferência de massa através da membrana é unidimensional.
3) A permeabilidade da membrana é constante.
Propriedades:
Pela Tabela 14-3b
Difusividade de massa de oxigênio na borracha a :
Pela Tabela 14-7
Solubilidade do oxigênio na borracha a :
Pela Tabela A-1
Massa molar do :
Passo 2
Fala galera!!!
Nós sabemos que a porcentagem de oxigênio no ar é . Então, podemos calcular a pressão parcial de oxigênio no ar usando a seguinte relação:
Substituindo os termos da equação acima pelos dados fornecidos, temos:
A pressão parcial de oxigênio do outro lado é simples . Então, a taxa de fluxo molar de oxigênio através da membrana por difusão pode ser facilmente determinada da seguinte maneira:
Substituindo os termos da equação acima pelos dados fornecidos, temos:
Passo 3
Então a taxa de fluxo de massa de gás oxigênio através da membrana é obtida da seguinte forma:
Substituindo os termos da equação acima pelos dados obtidos, temos:
O sinal negativo indica que a direção do fluxo será do ar externo para o oxigênio puro interno.
Portanto, a vazão mássica de através da membrana por unidade de área é .