Uma torre de absorção, operando a
e 1 atm , foi utilizada para absorver
a partir de uma mistura gasosa em agua. Para um ponto do equipamento a pressão parcial do
na corrente gasosa foi 30 mmHg , e a concentração da corrente liquida em contato foi de 0,0344 lbmol de
de solução. O coeficiente individual do filme a
e 1 atm , foi
e
. Dados de equilibrio a
são os seguintes:
Pressão parcial de
|
0,5 | 3,2 | 8,5 | 26 | 59 |
---|---|---|---|---|---|
Concentração, lbmol/ft
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0,0191 | 0,0911 | 0,1738 | 0,388 | 0,681 |
a) Avaliar as concentrações interfaciais,
e pA,i; ( 0,04 e 1,4 respectivamente)
b) Encontrar os valores da tabela abaixo, dando os varios coeficientes e forças motoras associadas:
b) Encontrar os valores da tabela abaixo, dando os varios coeficientes e forças motoras associadas:
Coeficientes | Força motora |
---|---|
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c) Qual a percentagem da resistencia de transferência de massa global esta na fase de filme gasoso? (
)
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. Temos uma torre de absorção operando a 20°C e 1 atm, onde estamos tentando absorver dióxido de enxofre (
) de uma mistura gasosa usando água. Precisamos calcular algumas concentrações interfaciais e analisar a resistência de transferência de massa, especialmente focando na fase gasosa. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de transferência de massa, como coeficientes de film e forças motoras, além de usar as relações de equilíbrio fornecidas.
Passo 2
Primeiro, vamos avaliar as concentrações interfaciais,
, na fase líquida e a pressão parcial,
, na fase gasosa. Essas são essenciais para entender como o
está se distribuindo entre as duas fases.
Passo 3
Para encontrar
, usamos a concentração na superfície líquida, que já foi fornecida como 0,0344 lbmol/ft³. Mas precisamos ajustar isso para a concentração interfacial
. Geralmente, isso envolve considerar a diferença entre a concentração na interface e na fase líquida devido à transferência de massa.
Passo 4
Da mesma forma, para
, usamos a pressão parcial na corrente gasosa fornecida, que é 30 mmHg. Precisamos converter isso para unidades compatíveis se necessário e considerar como a pressão parcial na interface se relaciona com a pressão parcial na fase gasosa.
Passo 5
Agora, vamos preencher os valores na tabela da parte b). Temos coeficientes como
,
,
, e
. Esses coeficientes representam a facilidade com que o
se move entre as fases.
Passo 6
As forças motoras são as diferenças que impulsionam a transferência de massa. Para cada coeficiente, há uma força motora associada, como a diferença de pressão parcial na fase gasosa ou a diferença de concentração na fase líquida.
Passo 7
Finalmente, na parte c), precisamos calcular a porcentagem da resistência total de transferência de massa que está na fase gasosa. Isso nos ajuda a entender qual fase está limitando a eficiência da absorção.
Passo 8
Para calcular essa porcentagem, usamos a relação entre as resistências individuais nas fases gasosa e líquida. A resistência total é a soma dessas resistências, e a porcentagem na fase gasosa é dada pela resistência gasosa dividida pela resistência total, multiplicada por 100.
Resposta
A porcentagem da resistência de transferência de massa global que está na fase de filme gasoso é aproximadamente 99%.