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TA 534 – FENÔMENOS DE TRANSPORTE Prof. Dr. Antonio José de Almeida Meirelles Simone Monteiro e Silva (mestranda) Transferência de massa.

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1 TA 534 – FENÔMENOS DE TRANSPORTE Prof. Dr. Antonio José de Almeida Meirelles Simone Monteiro e Silva (mestranda) Transferência de massa

2 PROBLEMA 1: metanol (A) e etanol (B) devem ser separados por destilação à vácuo, em equipamento contínuo operando em regime permanente. A transferência de massa ocorre por difusão através de dois filmes adjacentes, um de vapor e um de líquido, como representado no esquema abaixo para uma parte do equipamento. Considerando que este processo ocorre por difusão em regime permanente, resolva os itens abaixo para esta parte do equipamento: R = 62,37 mmHg.m3 / K. kmol = 0,08206 atm.m3 / K. kmol = 8314 N. m / K. kmol 4 mm 0,5 mm vapor líquido interface y A =? y Ai =? x Ai =0,2 x A =0,25 Dados a 25ºC e 72,58 mmHg A=metanol, B=etanol, i=interface D AB (no vapor)= 0,8x10 -4 m 2 /s D AB (no líquido)= 1,2x10 -9 m 2 /s ρ (do líquido)= (784,99 + 1,89 x A ) kg/m 3

3 a)Calcule o fluxo molar de transferência de massa por difusão na fase líquida. b) Considerando que metanol (A) e etanol(B) formam uma mistura ideal e que na interface vapor-líquido há equilíbrio entre as duas fases, calcule o valor de y Ai. c) Calcule o valor da concentração na fase vapor à distância da interface y A ?

4 Problema 2: No refino físico de óleos vegetais vapor de água superaquecido é borbulhado no interior do óleo com forte agitação, arrastando os ácidos graxos livres para a fase vapor. Apesar das condições de operação do equipamento, com uma temperatura alta e baixíssima pressão, pode-se desprezar a evaporação do óleo e também a solubilidade do vapor de água no óleo. Considerando o esquema do refino físico, representado abaixo em uma parte do equipamento, e sabendo que a transferência de massa ocorre por difusão em regime permanente através de dois filme adjacentes (um de líquido e outro de vapor), resolva os itens solicitados. 1 mm 0,1 mm Vapor Ácido graxo + vapor de água Líquido Ácido graxo + óleo interface y A =? y Ai =? x Ai =0,02 x A =0,14 Dados D ácido graxo-vapor de água = 1, m 2 /s D ácido graxo-óleo = 1, m 2 /s Pressão no equipamento= 4 mmHg temperatura no equipamento = 200 o C M vapor de água = 18 kg/kmol M ácido graxo = 282 kg/kmol M óleo = 870 kg/kmol

5 Na fase líquida as propriedades (densidade e viscosidade) mudam pouco com concentração do ácido graxo e podem ser calculadas pelas equações abaixo: R = 62,37 mmHg.m3 / K. kmol = 0,08206 atm.m3 / K. kmol = 8314 N. m / K. kmol a) determine o fluxo molar de transferência de massa do ácido graxo? b) determine a concentração de ácido graxo na fase vapor à distância da interface, y A ?


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