Para realizar ensaios de transferência de massa, construiu-se uma coluna que se comportasse como leito fixo ou fluidizado, dependendo da velocidade de injeção do fluido de trabalho na base do equipamento. Para proceder a experimentação, esferas de naftaleno de $2,9
\mathrm{~mm}
25^{\circ} \mathrm{C}$ e 1 atm , determine:
o
quando o ar é injetado com o dobro da velocidade na base da coluna. Nesta condição o leito se comporta como fluidizado de fração de vazios igual a 0,69.
o
Passo 1
O enunciado pede o coeficiente de transferência de massa convectiva
para esferas de naftaleno de diâmetro
em leito fluidizado, quando o ar a
e 1 atm é injetado com velocidade superficial igual ao dobro da de escoamento mínimo de fluidização. Vamos usar a correlação de Wakao–Funazkri para partículas esféricas em leito fluidizado:
e depois
Passo 2
Determinar a velocidade mínima de fluidização
. Primeiro calcular o número de Archimedes
Para o ar a
:
,
.
Para o naftaleno: .
Substituindo numericamente obtém-se .
Pela correlação de Wen–Yu para esfera:
Para o naftaleno:
Substituindo numericamente obtém-se
Pela correlação de Wen–Yu para esfera:
e então
Passo 3
Como o ar é injetado com o dobro de
, a velocidade superficial é
Em leito fluidizado, a velocidade intersticial do gás (velocidade na fase fluida) é
onde
é a fração de vazios do leito.
Passo 4
Adotar um valor típico para o coeficiente de difusão de vapor de naftaleno em ar a
:
Calcular os números adimensionais:
Passo 5
Aplicar a correlação de Wakao–Funazkri:
Passo 6
Finalmente, o coeficiente de transferência de massa convectiva é