MCM de tres números

Calculadora Tasa de difusión de masa a través de cilindro hueco con límite sólido

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✖Coeficiente de difusión cuando A se difunde con B es la magnitud del flujo molar a través de una superficie por unidad de gradiente de concentración fuera del plano.ⓘ Coeficiente de difusión cuando A se difunde con B [D_ab]			+10% -10%
✖La longitud del cilindro es la altura vertical del cilindro.ⓘ Longitud del cilindro [l]			+10% -10%
✖La concentración másica del componente A en la mezcla 1 es la concentración del componente A por unidad de volumen en la mezcla 1.ⓘ Concentración de masa del componente A en la mezcla 1 [ρ_a1]			+10% -10%
✖La concentración másica del componente A en la mezcla 2 es la concentración del componente A por unidad de volumen en la mezcla 2.ⓘ Concentración de masa del componente A en la mezcla 2 [ρ_a2]			+10% -10%
✖El radio exterior del cilindro es una línea recta desde el centro de la base del cilindro hasta la superficie exterior del cilindro.ⓘ Radio exterior del cilindro [r₂]			+10% -10%
✖El radio interior del cilindro es una línea recta desde el centro de la base del cilindro hasta la superficie interior del cilindro.ⓘ Radio interior del cilindro [r₁]			+10% -10%

✖La tasa de difusión de masa es la constante de proporcionalidad entre el flujo molar debido a la difusión molecular y el gradiente de concentración de la especie.ⓘ Tasa de difusión de masa a través de cilindro hueco con límite sólido [m_r]

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Tasa de difusión de masa a través de cilindro hueco con límite sólido Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Tasa de difusión masiva = (2*pi*Coeficiente de difusión cuando A se difunde con B*Longitud del cilindro*(Concentración de masa del componente A en la mezcla 1-Concentración de masa del componente A en la mezcla 2))/ln(Radio exterior del cilindro/Radio interior del cilindro)
m_r = (2*pi*D_ab*l*(ρ_a1-ρ_a2))/ln(r₂/r₁)
Esta fórmula usa 1 Constantes, 1 Funciones, 7 Variables

Constantes utilizadas

pi - La constante de Arquímedes. Valor tomado como 3.14159265358979323846264338327950288

Funciones utilizadas

ln - El logaritmo natural, también conocido como logaritmo en base e, es la función inversa de la función exponencial natural., ln(Number)

Variables utilizadas

Tasa de difusión masiva - (Medido en Kilogramo/Segundo) - La tasa de difusión de masa es la constante de proporcionalidad entre el flujo molar debido a la difusión molecular y el gradiente de concentración de la especie.
Coeficiente de difusión cuando A se difunde con B - (Medido en Metro cuadrado por segundo) - Coeficiente de difusión cuando A se difunde con B es la magnitud del flujo molar a través de una superficie por unidad de gradiente de concentración fuera del plano.
Longitud del cilindro - (Medido en Metro) - La longitud del cilindro es la altura vertical del cilindro.
Concentración de masa del componente A en la mezcla 1 - (Medido en Kilogramo por metro cúbico) - La concentración másica del componente A en la mezcla 1 es la concentración del componente A por unidad de volumen en la mezcla 1.
Concentración de masa del componente A en la mezcla 2 - (Medido en Kilogramo por metro cúbico) - La concentración másica del componente A en la mezcla 2 es la concentración del componente A por unidad de volumen en la mezcla 2.
Radio exterior del cilindro - (Medido en Metro) - El radio exterior del cilindro es una línea recta desde el centro de la base del cilindro hasta la superficie exterior del cilindro.
Radio interior del cilindro - (Medido en Metro) - El radio interior del cilindro es una línea recta desde el centro de la base del cilindro hasta la superficie interior del cilindro.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Coeficiente de difusión cuando A se difunde con B: 0.8 Metro cuadrado por segundo --> 0.8 Metro cuadrado por segundo No se requiere conversión
Longitud del cilindro: 102 Metro --> 102 Metro No se requiere conversión
Concentración de masa del componente A en la mezcla 1: 40 Kilogramo por metro cúbico --> 40 Kilogramo por metro cúbico No se requiere conversión
Concentración de masa del componente A en la mezcla 2: 20 Kilogramo por metro cúbico --> 20 Kilogramo por metro cúbico No se requiere conversión
Radio exterior del cilindro: 7.5 Metro --> 7.5 Metro No se requiere conversión
Radio interior del cilindro: 2.5 Metro --> 2.5 Metro No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

m_r = (2*pi*D_ab*l*(ρ_a1-ρ_a2))/ln(r₂/r₁) --> (2*pi*0.8*102*(40-20))/ln(7.5/2.5)

Evaluar ... ...

m_r = 9333.73723112873

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

9333.73723112873 Kilogramo/Segundo --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

9333.73723112873 ≈ 9333.737 Kilogramo/Segundo <-- Tasa de difusión masiva

(Cálculo completado en 00.076 segundos)

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Créditos

Creado por Nishan Poojary

Instituto de Tecnología y Gestión Shri Madhwa Vadiraja (SMVITM), Udupi

¡Nishan Poojary ha creado esta calculadora y 500+ más calculadoras!

Verificada por Sagar S Kulkarni

Facultad de Ingeniería Dayananda Sagar (DSCE), Bangalore

¡Sagar S Kulkarni ha verificado esta calculadora y 200+ más calculadoras!

< Difusión molar Calculadoras

Flujo molar del componente A que se difunde a través del B que no se difunde basado en la presión parcial de A

LaTeX Vamos Flujo molar del componente difusor A = ((Coeficiente de difusión (DAB)*Presión total del gas)/([R]*Temperatura del gas*Espesor de la película))*ln((Presión total del gas-Presión parcial del componente A en 2)/(Presión total del gas-Presión parcial del componente A en 1))

Flujo molar del componente de difusión A para difusión equimolar con B basado en la fracción molar de A

LaTeX Vamos Flujo molar del componente difusor A = ((Coeficiente de difusión (DAB)*Presión total del gas)/([R]*Temperatura del gas*Espesor de la película))*(Fracción molar del componente A en 1-Fracción molar del componente A en 2)

Flujo molar del componente A que se difunde a través del B que no se difunde basado en las fracciones molares de A

LaTeX Vamos Flujo molar del componente difusor A = ((Coeficiente de difusión (DAB)*Presión total del gas)/(Espesor de la película))*ln((1-Fracción molar del componente A en 2)/(1-Fracción molar del componente A en 1))

Coeficiente de transferencia de masa convectiva

LaTeX Vamos Coeficiente de transferencia de masa por convección = Flujo de masa del componente de difusión A/(Concentración de masa del componente A en la mezcla 1-Concentración de masa del componente A en la mezcla 2)

< Tasa de difusión masiva Calculadoras

Tasa de difusión de masa a través de cilindro hueco con límite sólido

LaTeX Vamos Tasa de difusión masiva = (2*pi*Coeficiente de difusión cuando A se difunde con B*Longitud del cilindro*(Concentración de masa del componente A en la mezcla 1-Concentración de masa del componente A en la mezcla 2))/ln(Radio exterior del cilindro/Radio interior del cilindro)

Tasa de difusión de masa a través de una esfera de límite sólido

LaTeX Vamos Tasa de difusión masiva = (4*pi*Radio interno*Radio exterior*Coeficiente de difusión cuando A se difunde con B*(Concentración de masa del componente A en la mezcla 1-Concentración de masa del componente A en la mezcla 2))/(Radio exterior-Radio interno)

Tasa de difusión de masa a través de la placa de límite sólida

LaTeX Vamos Tasa de difusión masiva = (Coeficiente de difusión cuando A se difunde con B*(Concentración de masa del componente A en la mezcla 1-Concentración de masa del componente A en la mezcla 2)*Área de placa límite sólida)/Espesor de la placa sólida

< Fórmulas importantes en difusión Calculadoras

Difusividad por el método del tubo de Stefan

LaTeX Vamos Coeficiente de difusión (DAB) = ([R]*Temperatura del gas*Presión parcial logarítmica media de B*Densidad del líquido*(Altura de la columna 1^2-Altura de la columna 2^2))/(2*Presión total del gas*Peso molecular A*(Presión parcial del componente A en 1-Presión parcial del componente A en 2)*Tiempo de difusión)

Difusividad por método de doble bulbo

LaTeX Vamos Coeficiente de difusión (DAB) = ((Longitud del tubo/(Área de la sección transversal interna*Tiempo de difusión))*(ln(Presión total del gas/(Presión parcial del componente A en 1-Presión parcial del componente A en 2))))/((1/Volumen de gas 1)+(1/Volumen de gas 2))

Fuller-Schettler-Giddings para la difusividad de la fase gaseosa binaria

LaTeX Vamos Coeficiente de difusión (DAB) = ((1.0133*(10^(-7))*(Temperatura del gas^1.75))/(Presión total del gas*(((Volumen de difusión atómica total A^(1/3))+(Volumen de difusión atómica total B^(1/3)))^2)))*(((1/Peso molecular A)+(1/Peso molecular B))^(1/2))

Ecuación de Chapman Enskog para la difusividad de la fase gaseosa

LaTeX Vamos Coeficiente de difusión (DAB) = (1.858*(10^(-7))*(Temperatura del gas^(3/2))*(((1/Peso molecular A)+(1/Peso molecular B))^(1/2)))/(Presión total del gas*Parámetro de longitud característica^2*Integral de colisión)

Tasa de difusión de masa a través de cilindro hueco con límite sólido Fórmula

LaTeX Vamos

¿Qué es la difusión molar?

La difusión molecular, a menudo llamada simplemente difusión, es el movimiento térmico de todas las partículas (líquidas o gaseosas) a temperaturas superiores al cero absoluto. La velocidad de este movimiento es función de la temperatura, la viscosidad del fluido y el tamaño (masa) de las partículas. La difusión explica el flujo neto de moléculas de una región de mayor concentración a una de menor concentración. Una vez que las concentraciones son iguales, las moléculas continúan moviéndose, pero como no hay gradiente de concentración, el proceso de difusión molecular ha cesado y está gobernado por el proceso de autodifusión, que se origina en el movimiento aleatorio de las moléculas. El resultado de la difusión es una mezcla gradual de material de manera que la distribución de moléculas es uniforme. Dado que las moléculas todavía están en movimiento, pero se ha establecido un equilibrio, el resultado final de la difusión molecular se denomina "equilibrio dinámico".

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