17A. 1 Determinação da difusividade binária a baixas densidades. Determine o valor de
para o sistema metanoetano a 193 Ke 1 atm pelos seguintes métodos:
A relaçăo de Chapman-Enskog (Eq. 17.3-2) com os parâmetros de Lennard-Jones estimados a partir de valores das propriedades críticas.
A relaçăo de Chapman-Enskog (Eq. 17.3-2) com os parâmetros de Lennard-Jones estimados a partir de valores das propriedades críticas.
Passo 1
O enunciado pede a difusividade binária
(ou
) do par metano–etano a
,K e
,atm usando a relação de Chapman–Enskog (Eq. 17.3-2). Para isso precisamos:
– Estimar os parâmetros de Lennard-Jones e
de cada componente a partir das propriedades críticas;
– Calcular os parâmetros mistos ,
por regra de mistura;
– Calcular a integral de colisão a partir da temperatura reduzida
;
– Aplicar a Eq. 17.3-2 para obter .
– Estimar os parâmetros de Lennard-Jones
– Calcular os parâmetros mistos
– Calcular a integral de colisão
– Aplicar a Eq. 17.3-2 para obter
Passo 2
Estimativa dos parâmetros de Lennard-Jones a partir de dados críticos (valores típicos de Reid et al.):
,K,
,bar →
,Å,
,K.
,K,
,bar →
,Å,
,K.
Passo 3
Regra de mistura de Lorentz–Berthelot:
Temperatura reduzida
Da tabela ou correlações para
a
obtemos
.
Passo 4
A Eq. 17.3-2 em unidades práticas (c
/s) é
onde
em K,
em atm,
em Å,
em g/mol e
Substituindo:
Convertendo para
/s:
Resposta
O valor de
(ou
) obtido é aproximadamente