Determine o valor do coeficiente efetivo de difusão do
em uma partícula catalítica esférica de alumina a
. Utilize os dados:
Sólidos
Gases
pellets
de
alumina
303
96
0,812
0,85
sílica gel
11
0,486
3,35
sílica-alumina
16
0,40
0,725
vidro vycorf
298
30,6
0,31
5,9
| Sólidos | Gases |
|
|
|
|
||
|
|
303 | 96 | 0,812 | 0,85 | ||
| sílica gel |
|
|
11 | 0,486 | 3,35 | ||
| sílica-alumina |
|
|
16 | 0,40 | 0,725 | ||
| vidro vycorf |
|
298 | 30,6 | 0,31 | 5,9 |
Passo 1
O enunciado pede o coeficiente efetivo de difusão de
em um pellet de alumina esférico a
. Para meios porosos, usamos
onde
é a porosidade,
é a tortuosidade e
é o coeficiente de difusão no interior dos poros. Como o raio de poro é pequeno (da ordem de
) comparado ao livre caminho médio do gás, domina a difusão de Knudsen, dada por
.
Passo 2
A expressão de Knudsen é
onde
,
,
,
.
Passo 3
Calculemos a velocidade quadrática média dentro da raiz:
Passo 4
Agora
:
Passo 5
Finalmente o coeficiente efetivo:
Resposta
O coeficiente efetivo de difusão do
na partícula de alumina é