Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
2ª PROVA Data: 11/05/2015 Prof. Marcio Schwaab Disciplina: Fenômenos de Transporte A Período Letivo: 2015/1 Aluno:_______________________________________________________ 1. (4,0 pts) Considere o problema de transferência de massa unidimensional apresentado na figura abaixo. Dentro do tubo, o meio é estagnado e formado pelos gases A e B. No fundo do tubo é colocado o composto A na forma líquida pura. O composto A é volátil e o composto B é insolúvel no líquido A. Observe que transferência de massa ocorre desde z igual a 0, na interface líquido-gás, até z igual a L, no topo do tubo. Na esquerda da figura também é apresentado o perfil de concentração de A e B (fração molar xA e xB) ao longo de z. a. (2,5 pts) Considere que o sistema está em estado estacionário e determine a equação do fluxo molar de A e o perfil de concentração (fração molar) de A, sendo a fração molar de A no topo xAL igual a 0 e a fração molar na superfície do líquido dentro do tubo igual a xA0. b. (1,5 pts) Este problema pode ser considerado em estado estacionário? Explique. 2. (2,5 pts) Ainda com relação à figura do Exercício 1, um aluno observou os perfis de fração molar de A e B (figura da direita) e fez o seguinte comentário: “Observe que existe um gradiente negativo da fração molar de A ao longo de z, indicando que existe um fluxo de A na direção crescente de z. Por outro lado, existe um gradiente positivo da fração molar de B ao longo de z, indicando que existe um fluxo de B na direção decrescente de z”. O que está certo e o que está errado neste comentário? Explique. Se julgar necessário, use equações para a explicação. 3. (3,5 pts) Considere a difusão radial de um composto A em uma partícula esférica de catalisador poroso e com raio Resf. Neste catalisador ocorre uma reação do tipo A B com uma taxa de reação volumétrica definida como RA = k0 [mol/(m 3.s)], ou seja, uma reação de ordem zero. Encontre uma equação diferencial que descreve a concentração molar da espécie A ao longo do raio da partícula esférico. Quais condições de contorno você usaria? Por quê? Resolva a equação diferencial para encontrar o perfil de concentração de A. OBSERVAÇÃO. Em todos os problemas procure deixar claro, isto é, escreva as hipóteses consideradas para encontrar a solução do problema. Equações que podem ser úteis Fluxo puramente difusivo: dz dy CD dz dC DJ AAB A ABAz Fluxo combinado: BzAzAAABAz NNy dz dy CDN Equação da continuidade: A AzAyAxA R z N y N x N t C Condições de contorno: AFFA AFFA yzy CzC 0 sup, FA AFA zN RzN zF = posição em alguma fronteira: z = 0 ou z = L RA,sup = taxa de reação por área de superfície RA = taxa de reação por volume
Compartilhar