Transferência de Massa nas Operações Unitárias

Guilherme Marques Rodrigues

Objetivo Geral

• Fases mutuamente insolúveis em contato;• Transferência de um componente em comum;• Difusão em cada fase, função do gradiente de

concentração em cada uma delas;• O gradiente tende a zero com o tempo;• No equilíbrio, a transferência de massa global

é nula.

Objetivo Geral

• É objetivo, portanto, analisar os fenômenos difusivos em cada fase, assim como o estado de equilíbrio;

• Dessa forma, as diversas situações e, portanto, operações unitárias, poderão ser estudadas de forma completa, no que se refere aos fenômenos de transferência de massa envolvidos.

Absorção

Absorção

• Altura e Diâmetro

• Fluxo de Gasoso = G• Fluxo de Líquido = L• Concentração de Soluto = x,y

Absorção

Diâmetro:• Mecânica dos Fluidos• Determina dos Fluxo de G e L ajustando o

Diâmetro• Correlações Empíricas

Absorção

Altura:• Transferência de Massa• Determina a taxa de absorção e a altura

• BM Soluto em G e L• Equilíbrio do soluto entre G e L• BM Soluto apenas em G ou L

Absorção

Balanço de Massa do Soluto no Gás e Líquido:

zz

zz

0z

lz

Volume de Controle:

Absorção

• Consideração Gás Diluído

doSainoLíquiEntraTaxaSoluto

SainoGásEntraTaxaSoluto

zzzzzzxxLAyyGA

dzLxd

dzGyd

dzdxL

dzdyG

zA

GoGyG

Absorção

dzdxL

dzdyG

y

y

x

xdy

LGdx

00

)0()0( yyLGxx

0x 0y

x y

xl

0y

Absorção

)0()0( yyLGxx

Absorção

• No Equilíbrio: mxy *

Absorção

Área Interfacial/Volume =

Taxa Absorvido =

Força Motriz da Absorção =

)11( SatCCVVAK

yC 1 *1 ySatC aVA

a

)( *yy

Absorção

Balanço de Massa do Soluto no Gás:

))((0 *yyzAaKyAGyAG yzzz

AbsorvidoSaiEntraAcumulado

)(0 *yyaKdzdyG y

)( *yydy

aKGdzy

Absorção

0x 0y

xl yl

xl

0y

)( *yydy

aKGdzy

yl

yy

l

yydy

aKGdz

0*

0 )(

0z

lz

yl

yy yydy

aKGl

0*)(

Absorção

yl

yy yydy

aKGl

0*)( mxy *

yl

yy mxydy

aKGl

0 )( )0(0 yyLGxx

yl

yy yyLGxmy

dyaKGl

0 )0(0

yl

yy yLmGmxy

LmG

dyaKGl

0 001

Absorção

yl

yy yLmGmxy

LmG

dyaKGl

0 001

00

)0(0ln1

mxy

yylLGxmyl

LmG

aKGly

00ln

mxymxlyl

*

*

00ln

yyylyl