1. Aulas 27 a 30 do
Fogler
Alan Silva
Ananda Lopes
Fernanda Magalhães
Gabriela Deiró
Italo Dagno
Vinícius Ottonio
Professor: Luís Pontes

2. Transferência de Massa
• Conceito
1. Difusão Molecular;
2. Convecção

3. Lei de Fick
O Transferência de massa
O Fluxo Molar

4. Desenvolvimento
O Contradifusão Equimolar
WA
WB

5. Desenvolvimento
Lei de 1ª Ordem da Velocidade
Igualando a taxa de reação e o fluxo:

6. Desenvolvimento
Kr >> Kc, CAS ≈ 0
Taxa da Reação em função de A

7. Balanço do fluxo molar no pellet
Fluxo molar de “A” em r
Fluxo molar de “A” em (r + ∆r)
Taxa da reação de “A” no volume ∆r

8. Balanço do fluxo molar no pellet
Dividindo toda equação anterior por: 4π∆r
Tomando o limite quando ∆r → 0
Temos dois termos:
--Devido a difusão
-- Devido a reação

9. Condições de contorno
Reação química heterogênea com difusão química
intrapartícula em um pellet de catalisador.
-- Equação do fluxo molar
-- Taxa da reação segundo LHHW
-- Temperatura elevada:

10. Condições de contorno
r = R CA = CAs
r = 0 CA = finito
Equação de forma admensional:

11. Módulo de Thiele
Taxa da reação superficial / Difusão efetiva
De → depende da porosidade, fator de constrição e
tortuosidade

12. Módulo de Thiele

13. Módulo de Thiele

14. Sumário de dimensionamento
“Piscina de Pequenas Criaturas” de
solução diluída

15. Passos
O 1) Balanço molar
O 2) Transferência de massa e Equação da Taxa

16. O 3) Estabelecer as condições de contorno
z = 0, CA = CA0
z = L, dCA / dz = 0

17. O 4) Arrumar a equação

18. O Assumindo ordem zero:
O Logo:

19. Fluidização
O Fenômeno onde um fluído ascendente em um leito ganha
velocidade suficiente para manter suspensas partículas sólidas
presentes no mesmo, porém sem arrasta-las com o fluxo, como
mostrada na figura abaixo.
O Utilização:
O Secagens, em aglomeração de pó;
O Aquecimento e resfriamento de
sólidos.
O Vantagens:
O Elevados coeficientes de transferência
de calor e massa;
O Mistura de sólidos eficiente;
O Disponibiliza toda a superfície do sólido para transferência

20. Fluidização
O A eficiência de um leito fluidizado depende da velocidade mínima
de fluidização, pois abaixo da mesma o leito não fica fluidizado e
acima ocorre o arraste dos sólidos para fora do leito.
O Alguns dados devem ser levantados inicialmente para fazer o
estudo da circulação do fluido através do leito.

21. Mecânica dos Fluidos
O Porosidade:
O Onde:
O deq = diâmetro equivalente
O dp = diâmetro da partícula.
O Equação de Ergum: Descreve a queda de pressão em um
leito fluidizado.
O Onde:
O Dp : diâmetro da partícula
O µ : viscosidade do fluido
O ρ’ : densidade do fluido
O L : altura do leito
O ΔP : queda de pressão do fluido através do leito
O ε = porosidade da partícula

22. Mecânica dos Fluidos
O Velocidade Mínima de Fluidização:
O Onde:
O ρc = densidade da partícula
O ρg = densidade do fluido
O η = fator de efetividade
O Velocidade Máxima de Fluidização:

23. Leitos Borbulhantes
O Transferência de Massa

24. Leitos Borbulhantes
O Fração do Leito Ocupado pelas Bolhas:
O Onde:
O α = função do tamanho da partícula

25. Transporte de Massa entre as
Bolhas, Nuvem e Emulsão

26. Transporte da Bolha para a
Nuvem
O Considerando:
O CAB = Concentração de A na bolha
O CAC = Concentração de A na nuvem

27. Transporte da Nuvem para a
Emulsão
O Considerando:
O CAC = Concentração de A na nuvem
O CACe = Concentração de A na emulsão

28. Balanço Material
O De A na Bolha:
Aentra – Asai + Agerado = Aacumulado
O Quantidade de mols de A que sai da bolha:
O Quantidade de mols de A gerados:
O Taxa de acúmulo de A na bolha em função do tempo:
O Considerando:
O Logo:

29. Balanço Material
O De A na Nuvem:
Aentra – Asai + Agerado = Aacumulado
O Geração de A (mol):
O Onde:
O Kc: constante da velocidade na nuvem;
O 𝐶 𝑎𝑐
𝑛
: concentração da espécie A na nuvem (n = ordem da
reação)
O Equação da taxa de acúmulo de A na Nuvem:

30. Balanço Material
O De A na Emulsão:
Aentra – Asai + Agerado = Aacumulado
O Entrada de mols na emulsão = N° de mols que sai da nuvem.
O Não há saída de mols da emulsão.
O Quantidade de mols gerados de A:
O Onde:
O Ke: Constante da velocidade na emulsão;
O 𝐶 𝑎𝑒
𝑛
: Concentração da espécie A na emulsão (n = ordem da
reação)