A TRANSFERÊNCIA DE MASSA
Por: Gustavo Andrade • 9/12/2022 • Trabalho acadêmico • 1.677 Palavras (7 Páginas) • 75 Visualizações
INSTITUTO LATINO-AMERICANO TECNOLOGIA INFRAESTRUTURA E TERRITÓRIO (ILATIT)[pic 1]
ENGENHARIA DE ENERGIAS
difusão de massa transiente
TRANSFERÊNCIA DE MASSA
ALEX MATEUS TITO FERREIRA
GUSTAVO ANDRADE DOS SANTOS
MARIA EUGENIA MARCON
Foz do Iguaçu
Ano 2022
LISTA DE ILUSTRAÇOES
Figura 1 - Curvas com valores arbitrários de DAB e CAI 8
Figura 2 - Variação da concentração 9
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO 7
2. OBJETIVO 8
3. transferÊncia de massa 9
3.1 TRANSFERÊNCIA DE MASSA EM REGIME TRASIENTE 9
3.1.1 Profundidade de penetração 10
3.1 aplicação 11
4. Conclusão 13
5. REFERÊNCIAS 14
resumo
A transferência de massa é o processo de transporte de espécies em um meio. Dentre as várias funções desse fenômeno podemos citar, devido à sua importância, o papel fundamental da transferência das moléculas de H2O no ciclo da água. Nos meios naturais a transferência de massa está presente na indústria, no beneficiamento de materiais e em diversas aplicações, inclusive seculares, como a cementação por exemplo, que é o uso do processo de difusão de carbono em um material ferroso, através de tratamento termoquímico, a fim de elevar a dureza do material. Fato esses que nos motivam a estudar a transferência de massa em regime transiente, pois nessas condições estamos interessados em determinar como os processos de difusão ocorrem no domínio do tempo, permitindo a criação de técnicas de melhorias e adequações de materiais às mais diversas exigências de aplicações.
1. INTRODUÇÃO
Segundo (INICEPG, 2022) O regime transiente é caracterizado por situações físicas nas quais a concentração do difundente em um determinado ponto no elemento de volume varia ao longo do tempo. Tal comportamento leva à uma distribuição da concentração do soluto tanto no espaço quanto no tempo, acarretando para cada distribuição espacial de concentração uma concentração média variável com o tempo.
Quando analisamos o fenômeno de transferência de massa, assim como grande parte dos fenômenos da natureza, nos deparamos com distintas variáveis a serem analisadas, para melhor compreender seu comportamento devemos estudar o modelo matemático que descreve tal fenômeno. Algumas variáveis envolvidas no processo são funções, e por tanto possuem um comportamento, por diversas vezes, matematicamente complexo de ser descrito para um caso geral, por isso necessitamos fazer algumas considerações físicas que simplifiquem e viabilizem a análise.
As interações entre as espécies podem ocorrer por distintos motivos em diferentes meios e condições, as principais causas da transferência de massa são: difusão e convecção. A difusão ocorre por diferença de concentração e a convecção de massa ocorre quando as espécies possuem, além de uma distinta concentração, movimento relativo entre elas. Nesse âmbito, o objetivo final está quase sempre na determinação da concentração da espécie de interesse em um determinado ponto, porque tal fato acarreta a modificação do material a partir da influência das características dos átomos do material difundido.
2. OBJETIVO
Este trabalho tem como objetivo compreender os mecanismos de transporte por difusão em regime transiente e as suas implicações.
3. transferÊncia de massa
A transferência de massa deve ser interpretada não como uma movimentação de partículas, como por exemplo a expulsão de gases de um veículo à combustão interna, mas sim como um processo de movimentação relativa entre espécies em uma mistura devido a um gradiente de concentração (INCROPERA). Essa diferença de concentração é a força motora desse fenômeno de transporte, que pode ocorrer basicamente de duas formas, por convecção ou difusão, analisaremos o segundo caso, no qual a migração das espécies se dá em um meio livre de perturbações.
Também podemos analisar o problema de difusão em dois regimes, permanente e transiente. No regime permanente buscamos encontrar a taxa de migração da espécie ao longo de um eixo, ou seja, o tempo não é uma variável, já na análise transiente o domínio do tempo é uma variável a ser analisada. A partir das leis de Fick podemos realizar a análise matemática dos fenômenos de difusão, sendo a primeira lei concernente à análise em regime permanente e a segunda lei ao regime transiente.
3.1 TRANSFERÊNCIA DE MASSA EM REGIME TRASIENTE
A maioria dos casos de difusão ocorrem em regime transiente, no qual pode ocorrer acúmulo ou esgotamento do soluto em um determinado ponto do material em análise. Segunda a Lei de Fick, que descreve o processo de migração das espécies no domínio temporal através da seguinte equação:
(1)[pic 2]
Sendo D a difusividade molecular da espécie 1 em 2 e C a concentração do reagente. A segunda à Lei de Fick, descreve o processo de migração das espécies no domínio temporal através da seguinte equação:
(2)[pic 3]
Quando consideramos condições de contorno fisicamente plausíveis, dentro de um meio semi infinito, obtemos a seguinte solução para a equação:
...