Um tubo revestido internamente com naftaleno, com pressão de vapor 74 Pa , possui diâmetro interno de 20 mm e comprimento de
. Ar sob
e
flui através deste tubo a uma velocidade de
. Supondo que a pressão permaneça constante e que a difusividade mássica do naftaleno no ar é
, calcule a concentração de naftaleno no ar de saída. Resposta:
.
Passo 1
O enunciado descreve um tubo de diâmetro interno
e comprimento
, revestido internamente de naftaleno cuja pressão de vapor é
. Ar a
(
) e
escoa a uma velocidade média
. A difusividade mássica do naftaleno no ar é
.
O que queremos é a vazão molar de naftaleno que sai no ar, (em
). Para isso vamos:
O que queremos é a vazão molar de naftaleno que sai no ar,
- calcular o número de Reynolds e Schmidt;
- usar uma correlação para obter o coeficiente de transferência de massa
(via número de Sherwood); - calcular o fluxo molar por área e depois multiplicar pela área interna do tubo.
Passo 2
Calcule o número de Reynolds e o número de Schmidt:
onde tomamos a viscosidade cinemática do ar em
como
.
Passo 3
Usamos a correlação de fluxo interno em tubo no regime laminar com desenvolvimento de camada de massa em todo o comprimento
Substituindo
Passo 4
O coeficiente de transferência de massa
é dado por
Passo 5
A concentração de naftaleno saturado na superfície bufal do tubo vale
Como a concentração no fluido que entra é praticamente zero, o fluxo molar por área é
Passo 6
A área interna do tubo é
Logo a vazão molar total de naftaleno é