2.10-Numa pequena coluna de paredes molhadas de 30 cm de altura e 3 cm de diâmetro efectua-se a purificação de uma corrente de ar contaminada com vapores de . O fluido absorvente é água que circula num filme descendente de espessura , e com um perfil de velocidades ( ) igual a
\left.\mathrm{cm})^{2}\right]). Considere que a solubilidade de em água é igual a que a difusividade de em água é de .
a) Escreva a equação diferencial e as condições fronteira que descrevem o transporte de através da solução em estado estacionário.
b) Calcule a taxa de remoção de da fase gasosa.
c) Considere que a corrente de ar à entrada tem uma concentração de igual a , e que circula a uma velocidade de . Calcule a concentração de à saída.
Passo 1
O enunciado trata da absorção de numa película descendente de água num tubo de diâmetro interno ,cm e altura ,cm. A espessura da película é ,cm e o perfil de velocidade é
A solubilidade (coeficiente de distribuição) é
e a difusividade em água é ,cm/s.
Conteúdo: balanço de massa em película estacionária, com convecção em e difusão em , e balanço de massa global no gás.
Passo 2
Como a película é muito fina, usamos uma concentração média ao longo da espessura, ,
e aproximamos o perfil por um balanço plug--flow no sentido z. Em regime permanente, o balanço na película dá