efeitos difusivos e termicos em reações

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EFEITOS DIFUSIVOS E 
TÉRMICOS EM REAÇÕES
Juliana de Abreu Pietrobelli
OBJETIVO
Apresentar os efeitos da resistência
difusional sobre a velocidade global de
reação, em processos que incluam reação
química e TM.
FLUXO MOLAR
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FLUXO MOLAR
DIFUSÃO BINÁRIA
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DIFUSÃO BINÁRIA
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CONDIÇÕES DE CONTORNO
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CONDIÇÕES DE CONTORNO
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PASSOS PARA MODELAR A 
DIFUSÃO COM REAÇÃO
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RESISTÊNCIA EXTERNA À TM
 Consideraremos:
 o escoamento em torno de uma única partícula esférica de
catalisador;
 a camada de fluido próxima à superfície do sólido como
um filme estagnado de espessura  (toda a resistência a TM
se encontra neste filme e as propriedades (C, T) do fluido
na extremidade externa do filme são idênticas aquelas do
interior da fase fluida );
*
 A reação ocorre somente sobre o catalisador e não no
fluido ao seu redor.
RESISTÊNCIA EXTERNA À TM
 Coeficiente de TM
Figura – Perfil de concentração para DECC no modelo de filme estagnado 
 é a espessura da camada limite (distância a partir do objeto sólido, onde a concentração das espécies que se
difundem alcança 99% da concentração do interior da fase fluida - CAb);
RESISTÊNCIA EXTERNA À TM
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RESISTÊNCIA EXTERNA À TM
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RESISTÊNCIA EXTERNA À TM
 Exemplo 1 – Calcule o fluxo de massa do reagente 
A para uma única partícula esférica suspensa em 
grande volume de líquido. 
RESISTÊNCIA EXTERNA À TM
APLICAÇÃO – Reação rápida sobre a superfície de um catalisador
DADOS
Diâmetro partícula esférica dp = 1 cm = 0,01 m
Reação instantânea sobre a superfície 
externa da partícula
CAS0
Concentração do reagente no interior 
da fase fluida
CAb=1 mol/dm
3=
103 mol/m3
Velocidade do líquido longe da 
partícula
U=0,1 m/s
Viscosidade cinemática =0,5 centistokes=
5x10-7 m2/s
Difusividade em fase líquida para A DAB =10
-10 m2/s
Reagente presente em concentrações diluídas
RESISTÊNCIA EXTERNA À TM
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RESISTÊNCIA EXTERNA À TM
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BIBLIOGRAFIA
FOGLER, H. S. Elementos de Engenharia das
Reações Químicas, 3a edição, Editora LTC, 2002.