Taxa de difusão de massa através de cilindro oco com limite sólido Calculadora

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✖Coeficiente de difusão quando A difuso com B é a magnitude do fluxo molar através de uma superfície por gradiente de concentração unitário fora do plano.ⓘ Coeficiente de difusão quando A se difunde com B [D_ab]			+10% -10%
✖O comprimento do cilindro é a altura vertical do cilindro.ⓘ Comprimento do cilindro [l]			+10% -10%
✖A concentração de massa do componente A na mistura 1 é a concentração do componente A por unidade de volume na mistura 1.ⓘ Concentração de Massa do Componente A na Mistura 1 [ρ_a1]			+10% -10%
✖A concentração de massa do componente A na mistura 2 é a concentração do componente A por unidade de volume na mistura 2.ⓘ Concentração de Massa do Componente A na Mistura 2 [ρ_a2]			+10% -10%
✖O raio externo do cilindro é uma linha reta do centro da base do cilindro até a superfície externa do cilindro.ⓘ Raio externo do cilindro [r₂]			+10% -10%
✖O raio interno do cilindro é uma linha reta do centro da base do cilindro até a superfície interna do cilindro.ⓘ Raio interno do cilindro [r₁]			+10% -10%

✖A Taxa de Difusão de Massa é a constante de proporcionalidade entre o fluxo molar devido à difusão molecular e o gradiente na concentração da espécie.ⓘ Taxa de difusão de massa através de cilindro oco com limite sólido [m_r]

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Fórmula

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Taxa de difusão de massa através de cilindro oco com limite sólido

Fórmula

m r = \frac{2 \cdot π \cdot D ab \cdot l \cdot (ρ a1 - ρ a2)}{\ln (\frac{r 2}{r 1})}

Exemplo

9333.737 kg/s = \frac{2 \cdot π \cdot 0.8 m²/s \cdot 102 m \cdot (40 kg/m³ - 20 kg/m³)}{\ln (\frac{7.5 m}{2.5 m})}

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Taxa de difusão de massa através de cilindro oco com limite sólido Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Taxa de difusão em massa = (2*pi*Coeficiente de difusão quando A se difunde com B*Comprimento do cilindro*(Concentração de Massa do Componente A na Mistura 1-Concentração de Massa do Componente A na Mistura 2))/ln(Raio externo do cilindro/Raio interno do cilindro)
m_r = (2*pi*D_ab*l*(ρ_a1-ρ_a2))/ln(r₂/r₁)
Esta fórmula usa 1 Constantes, 1 Funções, 7 Variáveis

Constantes Usadas

pi - Constante de Arquimedes Valor considerado como 3.14159265358979323846264338327950288

Funções usadas

ln - O logaritmo natural, também conhecido como logaritmo de base e, é a função inversa da função exponencial natural., ln(Number)

Variáveis Usadas

Taxa de difusão em massa - (Medido em Quilograma/Segundos) - A Taxa de Difusão de Massa é a constante de proporcionalidade entre o fluxo molar devido à difusão molecular e o gradiente na concentração da espécie.
Coeficiente de difusão quando A se difunde com B - (Medido em Metro quadrado por segundo) - Coeficiente de difusão quando A difuso com B é a magnitude do fluxo molar através de uma superfície por gradiente de concentração unitário fora do plano.
Comprimento do cilindro - (Medido em Metro) - O comprimento do cilindro é a altura vertical do cilindro.
Concentração de Massa do Componente A na Mistura 1 - (Medido em Quilograma por Metro Cúbico) - A concentração de massa do componente A na mistura 1 é a concentração do componente A por unidade de volume na mistura 1.
Concentração de Massa do Componente A na Mistura 2 - (Medido em Quilograma por Metro Cúbico) - A concentração de massa do componente A na mistura 2 é a concentração do componente A por unidade de volume na mistura 2.
Raio externo do cilindro - (Medido em Metro) - O raio externo do cilindro é uma linha reta do centro da base do cilindro até a superfície externa do cilindro.
Raio interno do cilindro - (Medido em Metro) - O raio interno do cilindro é uma linha reta do centro da base do cilindro até a superfície interna do cilindro.

ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base

Coeficiente de difusão quando A se difunde com B: 0.8 Metro quadrado por segundo --> 0.8 Metro quadrado por segundo Nenhuma conversão necessária
Comprimento do cilindro: 102 Metro --> 102 Metro Nenhuma conversão necessária
Concentração de Massa do Componente A na Mistura 1: 40 Quilograma por Metro Cúbico --> 40 Quilograma por Metro Cúbico Nenhuma conversão necessária
Concentração de Massa do Componente A na Mistura 2: 20 Quilograma por Metro Cúbico --> 20 Quilograma por Metro Cúbico Nenhuma conversão necessária
Raio externo do cilindro: 7.5 Metro --> 7.5 Metro Nenhuma conversão necessária
Raio interno do cilindro: 2.5 Metro --> 2.5 Metro Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na 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)

Avaliando ... ...

m_r = 9333.73723112873

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

9333.73723112873 Quilograma/Segundos --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

9333.73723112873 ≈ 9333.737 Quilograma/Segundos <-- Taxa de difusão em massa

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por Nishan Poojary

Instituto Shri Madhwa Vadiraja de Tecnologia e Gestão (SMVITM), Udupi

Nishan Poojary criou esta calculadora e mais 500+ calculadoras!

Verificado por Sagar S Kulkarni

Dayananda Sagar College of Engineering (DSCE), Bengaluru

Sagar S Kulkarni verificou esta calculadora e mais 200+ calculadoras!

< Difusão Molar Calculadoras

Fluxo Molar do Componente Difusor A através do Não Difusor B baseado na Pressão Parcial de A

Vai Fluxo Molar do Componente Difusor A = ((Coeficiente de Difusão (DAB)*Pressão total do gás)/([R]*Temperatura do gás*Espessura do filme))*ln((Pressão total do gás-Pressão parcial do componente A em 2)/(Pressão total do gás-Pressão parcial do componente A em 1))

Fluxo Molar do Componente Difusor A para Difusão Equimolar com B baseado na Fração Molar de A

Vai Fluxo Molar do Componente Difusor A = ((Coeficiente de Difusão (DAB)*Pressão total do gás)/([R]*Temperatura do gás*Espessura do filme))*(Fração molar do componente A em 1-Fração molar do componente A em 2)

Fluxo Molar do Componente Difusor A até o Não Difusor B com base nas Frações Molares de A

Vai Fluxo Molar do Componente Difusor A = ((Coeficiente de Difusão (DAB)*Pressão total do gás)/(Espessura do filme))*ln((1-Fração molar do componente A em 2)/(1-Fração molar do componente A em 1))

Coeficiente de Transferência de Massa Convectiva

Vai Coeficiente de transferência de massa convectiva = Fluxo de Massa do Componente de Difusão A/(Concentração de Massa do Componente A na Mistura 1-Concentração de Massa do Componente A na Mistura 2)

Ver mais >>

< Taxa de difusão em massa Calculadoras

Taxa de difusão de massa através de cilindro oco com limite sólido

Vai Taxa de difusão em massa = (2*pi*Coeficiente de difusão quando A se difunde com B*Comprimento do cilindro*(Concentração de Massa do Componente A na Mistura 1-Concentração de Massa do Componente A na Mistura 2))/ln(Raio externo do cilindro/Raio interno do cilindro)

Taxa de difusão de massa através da esfera de fronteira sólida

Vai Taxa de difusão em massa = (4*pi*Raio Interno*Raio Externo*Coeficiente de difusão quando A se difunde com B*(Concentração de Massa do Componente A na Mistura 1-Concentração de Massa do Componente A na Mistura 2))/(Raio Externo-Raio Interno)

Taxa de difusão de massa através da placa de limite sólido

Vai Taxa de difusão em massa = (Coeficiente de difusão quando A se difunde com B*(Concentração de Massa do Componente A na Mistura 1-Concentração de Massa do Componente A na Mistura 2)*Área da placa de limite sólida)/Espessura da placa sólida

< Fórmulas importantes na difusão Calculadoras

Difusividade pelo Método Stefan Tube

Vai Coeficiente de Difusão (DAB) = ([R]*Temperatura do Gás*Log da pressão parcial média de B*Densidade do Líquido*(Altura da Coluna 1^2-Altura da Coluna 2^2))/(2*Pressão Total do Gás*Peso Molecular A*(Pressão Parcial do Componente A em 1-Pressão Parcial do Componente A em 2)*Tempo de difusão)

Difusividade pelo Método de Lâmpada Gêmea

Vai Coeficiente de Difusão (DAB) = ((Comprimento do tubo/(Área de seção transversal interna*Tempo de difusão))*(ln(Pressão Total do Gás/(Pressão Parcial do Componente A em 1-Pressão Parcial do Componente A em 2))))/((1/Volume de Gás 1)+(1/Volume de Gás 2))

Fuller-Schettler-Giddings para difusão de fase gasosa binária

Vai Coeficiente de Difusão (DAB) = ((1.0133*(10^(-7))*(Temperatura do Gás^1.75))/(Pressão Total do Gás*(((Volume total de difusão atômica A^(1/3))+(Volume total de difusão atômica B^(1/3)))^2)))*(((1/Peso Molecular A)+(1/Peso molecular B))^(1/2))

Equação de Chapman Enskog para difusividade de fase gasosa

Vai Coeficiente de Difusão (DAB) = (1.858*(10^(-7))*(Temperatura do Gás^(3/2))*(((1/Peso Molecular A)+(1/Peso molecular B))^(1/2)))/(Pressão Total do Gás*Parâmetro de comprimento característico^2*Integral de colisão)

Ver mais >>

Taxa de difusão de massa através de cilindro oco com limite sólido Fórmula

O que é difusão molar?

A difusão molecular, frequentemente chamada simplesmente de difusão, é o movimento térmico de todas as partículas (líquidas ou gasosas) em temperaturas acima do zero absoluto. A taxa desse movimento é função da temperatura, da viscosidade do fluido e do tamanho (massa) das partículas. A difusão explica o fluxo líquido de moléculas de uma região de maior concentração para uma de menor concentração. Uma vez que as concentrações são iguais, as moléculas continuam a se mover, mas como não há gradiente de concentração o processo de difusão molecular cessou e é governado pelo processo de autodifusão, originado do movimento aleatório das moléculas. O resultado da difusão é uma mistura gradual do material, de forma que a distribuição das moléculas seja uniforme. Como as moléculas ainda estão em movimento, mas um equilíbrio foi estabelecido, o resultado final da difusão molecular é chamado de "equilíbrio dinâmico".

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