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

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Difusión molar

Conceptos básicos de HMT

Conducción

Intercambiador de calor

Radiación

Transferencia de masa por convección

✖El Radio Interior de cualquier figura es el radio de su cavidad y el radio menor entre dos círculos concéntricos.ⓘ Radio interno [r_inner]			+10% -10%
✖El radio exterior de cualquier figura es el radio de un círculo más grande de los dos círculos concéntricos que forman su límite.ⓘ Radio exterior [r_outer]			+10% -10%
✖El coeficiente de difusión es la magnitud del flujo molar a través de una superficie por gradiente de concentración unitario fuera del plano.ⓘ Coeficiente de difusión [D_ab]			+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%

✖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 una esfera de límite sólido [m_a]

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Fórmula

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

Fórmula

`"m"_{"a"} = (4*pi*"r"_{"inner"}*"r"_{"outer"}*"D"_{"ab"}*("ρ"_{"a1"}-"ρ"_{"a2"}))/("r"_{"outer"}-"r"_{"inner"})`

Ejemplo

`"12666.9kg/s"=(4*pi*"6.3m"*"7m"*"0.8m²/s"*("40kg/m³"-"20kg/m³"))/("7m"-"6.3m")`

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

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Tasa de difusión masiva = (4*pi*Radio interno*Radio exterior*Coeficiente de difusión*(Concentración de masa del componente A en la mezcla 1-Concentración de masa del componente A en la mezcla 2))/(Radio exterior-Radio interno)
m_a = (4*pi*r_inner*r_outer*D_ab*(ρ_a1-ρ_a2))/(r_outer-r_inner)
Esta fórmula usa 1 Constantes, 6 Variables

Constantes utilizadas

pi - La constante de Arquímedes. Valor tomado como 3.14159265358979323846264338327950288

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.
Radio interno - (Medido en Metro) - El Radio Interior de cualquier figura es el radio de su cavidad y el radio menor entre dos círculos concéntricos.
Radio exterior - (Medido en Metro) - El radio exterior de cualquier figura es el radio de un círculo más grande de los dos círculos concéntricos que forman su límite.
Coeficiente de difusión - (Medido en Metro cuadrado por segundo) - El coeficiente de difusión es la magnitud del flujo molar a través de una superficie por gradiente de concentración unitario fuera del plano.
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.

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

Radio interno: 6.3 Metro --> 6.3 Metro No se requiere conversión
Radio exterior: 7 Metro --> 7 Metro No se requiere conversión
Coeficiente de difusión: 0.8 Metro cuadrado por segundo --> 0.8 Metro cuadrado por segundo 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

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

m_a = (4*pi*r_inner*r_outer*D_ab*(ρ_a1-ρ_a2))/(r_outer-r_inner) --> (4*pi*6.3*7*0.8*(40-20))/(7-6.3)

Evaluar ... ...

m_a = 12666.901579274

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

12666.901579274 Kilogramo/Segundo --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

12666.901579274 ≈ 12666.9 Kilogramo/Segundo <-- Tasa de difusión masiva

(Cálculo completado en 00.020 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!

< 17 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

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 A que se difunde a través del B que no se difunde basado en la presión parcial media logarítmica

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

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

Vamos Tasa de difusión masiva = (2*pi*Coeficiente de difusión*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

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

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

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 Parcial del Componente B en 2/Presión Parcial del Componente B en 1)

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

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 y LMPP

Vamos Flujo molar del componente difusor A = ((Coeficiente de difusión (DAB)*(Presión total del gas^2))/(Espesor de la película))*((Fracción molar del componente A en 1-Fracción molar del componente A en 2)/Presión parcial logarítmica media de B)

Flujo molar del componente A difusor a través del B no difusor basado en fracciones molares de A y LMMF

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

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

Vamos Flujo molar del componente difusor A = ((Coeficiente de difusión (DAB)*Presión total del gas)/(Espesor de la película))*((Concentración del Componente A en 1-Concentración del Componente A en 2)/Presión parcial logarítmica media de B)

Diferencia de presión parcial media logarítmica

Vamos Diferencia de presión parcial media logarítmica = (Presión parcial del componente B en la mezcla 2-Presión parcial del componente B en la mezcla 1)/(ln(Presión parcial del componente B en la mezcla 2/Presión parcial del componente B en la mezcla 1))

Media logarítmica de la diferencia de concentración

Vamos Media logarítmica de la diferencia de concentración = (Concentración del Componente B en la Mezcla 2-Concentración del Componente B en la Mezcla 1)/ln(Concentración del Componente B en la Mezcla 2/Concentración del Componente B en la Mezcla 1)

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

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))

Flujo molar del componente difusor A para difusión equimolar con B basado en la presión parcial de A

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

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

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

Vamos Tasa de difusión masiva = (Coeficiente de difusión*(Concentración de masa del componente A en la mezcla 1-Concentración de masa del componente A en la mezcla 2)*Área de placa de límite sólida)/Grosor de la placa sólida

Coeficiente de transferencia de masa convectiva

Vamos Coeficiente de transferencia de masa convectiva = Flujo másico 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)

Concentración Total

Vamos Concentración total = Concentración de A+Concentración de B

< 3 Tasa de difusión masiva Calculadoras

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

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

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

< 16 Fórmulas importantes en difusión Calculadoras

Difusividad por el método del tubo de Stefan

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)

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

Difusividad por método de doble bulbo

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))

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

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

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

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

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

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))

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

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

Ecuación de Chapman Enskog para la difusividad de la fase gaseosa

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)

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

Flujo molar del componente difusor A para difusión equimolar con B basado en la presión parcial de A

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

Ecuación de Wilke Chang para la difusividad de la fase líquida

Vamos Coeficiente de difusión (DAB) = (1.173*(10^(-16))*((Factor de asociación*Peso molecular B)^(1/2))*Temperatura del gas)/(Viscosidad dinámica del líquido*((Volumen molar de líquido/1000)^0.6))

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

Vamos Flujo molar del componente difusor A = (Coeficiente de difusión (DAB)/(Espesor de la película))*(Concentración del Componente A en 1-Concentración del Componente A en 2)

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

¿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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