Capítulo 1

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONASFACULDADE DE TECNOLOGIA

CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICAFTQ023 – FENÔMENOS DE TRANSPORTE III

INTRODUÇÃO À TRANSFERÊNCIA DE MASSAINTRODUÇÃO À TRANSFERÊNCIA DE MASSA

Prof. Nazareno Braga

Manaus, 2015.

CAPÍTULO 1

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO À TRANSFERÊNCIA DE MASSA

1.1 Definição

1.2 Similaridade entre os fenômenos de transferência

1.3 Exemplos de processos de transferência de massa

2Prof. Nazareno Braga


1.1 Definição

TRANSFERÊNCIA DE MASSA é um fenômeno ocasionado pela diferença de

concentração, maior para menor, de um determinado soluto em um certo meio.


Região de Alta Concentração da espécie A

Região de BaixaConcentração da espécie A

Gradiente de concentração

∆CA Transferência de Massa de A

Espécie A



Figura. Preparação de chá (extracçãosólido/líquido seguido de difusão). Oprocesso de transferência de massa éfavorecido pela agitação da colher(convecção).

Figura. Difusão de permanganato depotássio (KMnO4) em água.

Fonte:http://www.kalipedia.com/ecologia/tema/fotos-difusion-permanganato-potasio.html?x1=20070924klpcnafyq_20.Ies&x=20070924klpcnafyq_27.Kes

Fonte:http://labvirtual.eq.uc.pt/siteJoomla/images/stories/SOUTCMTM_fig11.png


Transferência de momento: FTQ 021 – Fenômenos de Transporte I

Escoamento de fluidos, mistura, sedimentação e filtração.

Transferência de calor: FTQ 022 – Fenômenos de Transporte II

Transferência por condução, convecção, radiação, evaporação, destilação e secagem.

Transferência de massa: FTQ 023 – Fenômenos de Transporte III

Destilação, secagem, absorção, extração líquido-líquido e adsorção.


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Equação geral do transporte molecular (momento, calor e massa):

Taxa de transferência = força motriz/resistência

• Transporte de momento: equação de Newton.

• Transporte de calor: lei de Fourrier.


ψz = −δdΓ

dz

τ zx = −µ

ρ

d vxρ( )dz

τ zxé o momento transferido/s.m3

µ ρ é a viscosidade cinemática em m2/s

z é a distância em m

vxρ é o momento/m3, o momento é dado em kg.m/s

qz

A= −α

d ρcpT( )dz

qz / A é o fluxo de calor em W/m2

α é a difusividade térmica em m2/s

ρcpT em J/m3



• Transporte de massa: lei de Fick.

Na transferência de massa molecular um ou mais componentes do meio está emmovimento. Na tranferência de calor por condução o meio é em geral estacionário e

somente a energia em forma de calor pode ser transportada.


JAz

* = −DAB

dcA

dz

JAz

* é o fluxo molar do componente A na direção z devido à difusão molecular kmol A/s.m2

DABé o coeficiente de difusão ou difusividade molecular da molécula A em B em m2/s

z é a distância de difusão em m

cAé a concentração de A em kmol/m3

Diferenças entre as transferências de calor e massa.



• Evaporação da água de um lago

• Diferença entre a concentração de vapor d’água na superfície da água e o ar aoredor (força motriz a partir da superfície para o ar)

• Dissolução de açúcar no café

• Nutrientes e O2 dissolvido na solução se difunde para microrganismos

• Reações catalíticas: os reagentes difundem de um meio para a superfíciecatalítica, onde a reação ocorre.

• Destilação para separar álcool de água

• Remoção de SO2 de chaminés por absorção




Transferência de Massa nas Operações Unitárias:

• Destilação

• Absorção

• Adsorção

• Extração

• Umidificação

• Secagem


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Capítulo 1