Taux de diffusion de masse à travers la sphère frontière solide Calculatrice

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Diffusion molaire

Conduction

Transfert de masse convective

✖Le rayon intérieur de toute figure est le rayon de sa cavité et le plus petit rayon entre deux cercles concentriques.ⓘ Rayon intérieur [r_inner]			+10% -10%
✖Le rayon extérieur de toute figure est le rayon d'un plus grand cercle des deux cercles concentriques qui forment sa limite.ⓘ Rayon extérieur [r_outer]			+10% -10%
✖Le coefficient de diffusion est l'amplitude du flux molaire à travers une surface par gradient de concentration unitaire hors du plan.ⓘ Coefficient de diffusion [D_ab]			+10% -10%
✖La concentration massique du composant A dans le mélange 1 est la concentration du composant A par unité de volume dans le mélange 1.ⓘ Concentration massique du composant A dans le mélange 1 [ρ_a1]			+10% -10%
✖La concentration massique du composant A dans le mélange 2 est la concentration du composant A par unité de volume dans le mélange 2.ⓘ Concentration massique du composant A dans le mélange 2 [ρ_a2]			+10% -10%

✖Le taux de diffusion massique est la constante de proportionnalité entre le flux molaire dû à la diffusion moléculaire et le gradient de concentration de l'espèce.ⓘ Taux de diffusion de masse à travers la sphère frontière solide [m_a]

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Formule

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Taux de diffusion de masse à travers la sphère frontière solide

Formule

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

Exemple

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

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Taux de diffusion de masse à travers la sphère frontière solide Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul

Formule utilisée

Taux de diffusion de masse = (4*pi*Rayon intérieur*Rayon extérieur*Coefficient de diffusion*(Concentration massique du composant A dans le mélange 1-Concentration massique du composant A dans le mélange 2))/(Rayon extérieur-Rayon intérieur)
m_a = (4*pi*r_inner*r_outer*D_ab*(ρ_a1-ρ_a2))/(r_outer-r_inner)
Cette formule utilise 1 Constantes, 6 Variables

Constantes utilisées

pi - Constante d'Archimède Valeur prise comme 3.14159265358979323846264338327950288

Variables utilisées

Taux de diffusion de masse - (Mesuré en Kilogramme / seconde) - Le taux de diffusion massique est la constante de proportionnalité entre le flux molaire dû à la diffusion moléculaire et le gradient de concentration de l'espèce.
Rayon intérieur - (Mesuré en Mètre) - Le rayon intérieur de toute figure est le rayon de sa cavité et le plus petit rayon entre deux cercles concentriques.
Rayon extérieur - (Mesuré en Mètre) - Le rayon extérieur de toute figure est le rayon d'un plus grand cercle des deux cercles concentriques qui forment sa limite.
Coefficient de diffusion - (Mesuré en Mètre carré par seconde) - Le coefficient de diffusion est l'amplitude du flux molaire à travers une surface par gradient de concentration unitaire hors du plan.
Concentration massique du composant A dans le mélange 1 - (Mesuré en Kilogramme par mètre cube) - La concentration massique du composant A dans le mélange 1 est la concentration du composant A par unité de volume dans le mélange 1.
Concentration massique du composant A dans le mélange 2 - (Mesuré en Kilogramme par mètre cube) - La concentration massique du composant A dans le mélange 2 est la concentration du composant A par unité de volume dans le mélange 2.

ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base

Rayon intérieur: 6.3 Mètre --> 6.3 Mètre Aucune conversion requise
Rayon extérieur: 7 Mètre --> 7 Mètre Aucune conversion requise
Coefficient de diffusion: 0.8 Mètre carré par seconde --> 0.8 Mètre carré par seconde Aucune conversion requise
Concentration massique du composant A dans le mélange 1: 40 Kilogramme par mètre cube --> 40 Kilogramme par mètre cube Aucune conversion requise
Concentration massique du composant A dans le mélange 2: 20 Kilogramme par mètre cube --> 20 Kilogramme par mètre cube Aucune conversion requise

ÉTAPE 2: Évaluer la formule

Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule

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)

Évaluer ... ...

m_a = 12666.901579274

ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie

12666.901579274 Kilogramme / seconde --> Aucune conversion requise

RÉPONSE FINALE

12666.901579274 ≈ 12666.9 Kilogramme / seconde <-- Taux de diffusion de masse

(Calcul effectué en 00.004 secondes)

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Crédits

Créé par Nishan Poojary

Institut de technologie et de gestion Shri Madhwa Vadiraja (SMVITM), Udupi

Nishan Poojary a créé cette calculatrice et 500+ autres calculatrices!

Vérifié par Sagar S Kulkarni

Collège d'ingénierie Dayananda Sagar (DSCE), Bengaluru

Sagar S Kulkarni a validé cette calculatrice et 200+ autres calculatrices!

< 17 Diffusion molaire Calculatrices

Flux molaire du composant diffusant A à B non diffusant basé sur la pression partielle de A

Aller Flux molaire du composant diffusant A = ((Coefficient de diffusion (DAB)*Pression totale du gaz)/([R]*Température du gaz*Épaisseur du film))*ln((Pression totale du gaz-Pression partielle du composant A sur 2)/(Pression totale du gaz-Pression partielle du composant A en 1))

Flux molaire du composant diffusant A à B non diffusant basé sur le logarithme de la pression partielle moyenne

Aller Flux molaire du composant diffusant A = ((Coefficient de diffusion (DAB)*Pression totale du gaz)/([R]*Température du gaz*Épaisseur du film))*((Pression partielle du composant A en 1-Pression partielle du composant A sur 2)/Log pression partielle moyenne de B)

Taux de diffusion de masse à travers un cylindre creux avec une limite solide

Aller Taux de diffusion de masse = (2*pi*Coefficient de diffusion*Longueur du cylindre*(Concentration massique du composant A dans le mélange 1-Concentration massique du composant A dans le mélange 2))/ln(Rayon extérieur du cylindre/Rayon intérieur du cylindre)

Taux de diffusion de masse à travers la sphère frontière solide

Aller Taux de diffusion de masse = (4*pi*Rayon intérieur*Rayon extérieur*Coefficient de diffusion*(Concentration massique du composant A dans le mélange 1-Concentration massique du composant A dans le mélange 2))/(Rayon extérieur-Rayon intérieur)

Flux molaire du composant diffusant A à B non diffusant basé sur la pression partielle de B

Aller Flux molaire du composant diffusant A = ((Coefficient de diffusion (DAB)*Pression totale du gaz)/([R]*Température du gaz*Épaisseur du film))*ln(Pression partielle du composant B en 2/Pression partielle du composant B en 1)

Flux molaire du composant diffusant A pour diffusion équimolaire avec B basé sur la fraction molaire de A

Aller Flux molaire du composant diffusant A = ((Coefficient de diffusion (DAB)*Pression totale du gaz)/([R]*Température du gaz*Épaisseur du film))*(Fraction molaire du composant A dans 1-Fraction molaire du composant A dans 2)

Différence de pression partielle moyenne logarithmique

Aller Différence de pression partielle moyenne logarithmique = (Pression partielle du composant B dans le mélange 2-Pression partielle du composant B dans le mélange 1)/(ln(Pression partielle du composant B dans le mélange 2/Pression partielle du composant B dans le mélange 1))

Flux molaire du composant diffusant A à B non diffusant basé sur les fractions molaires de A et LMPP

Aller Flux molaire du composant diffusant A = ((Coefficient de diffusion (DAB)*(Pression totale du gaz^2))/(Épaisseur du film))*((Fraction molaire du composant A dans 1-Fraction molaire du composant A dans 2)/Log pression partielle moyenne de B)

Flux molaire du composant diffusant A à B non diffusant basé sur les fractions molaires de A et LMMF

Aller Flux molaire du composant diffusant A = ((Coefficient de diffusion (DAB)*Pression totale du gaz)/(Épaisseur du film))*((Fraction molaire du composant A dans 1-Fraction molaire du composant A dans 2)/Log Fraction molaire moyenne de B)

Flux molaire du composant diffusant A à B non diffusant basé sur la concentration de A

Aller Flux molaire du composant diffusant A = ((Coefficient de diffusion (DAB)*Pression totale du gaz)/(Épaisseur du film))*((Concentration du composant A dans 1-Concentration du composant A dans 2)/Log pression partielle moyenne de B)

Moyenne logarithmique de la différence de concentration

Aller Moyenne logarithmique de la différence de concentration = (Concentration du composant B dans le mélange 2-Concentration du composant B dans le mélange 1)/ln(Concentration du composant B dans le mélange 2/Concentration du composant B dans le mélange 1)

Taux de diffusion de masse à travers la plaque de délimitation solide

Aller Taux de diffusion de masse = (Coefficient de diffusion*(Concentration massique du composant A dans le mélange 1-Concentration massique du composant A dans le mélange 2)*Surface de la plaque de délimitation solide)/Épaisseur de la plaque solide

Flux molaire du composant diffusant A à B non diffusant basé sur les fractions molaires de A

Aller Flux molaire du composant diffusant A = ((Coefficient de diffusion (DAB)*Pression totale du gaz)/(Épaisseur du film))*ln((1-Fraction molaire du composant A dans 2)/(1-Fraction molaire du composant A dans 1))

Flux molaire du composant diffusant A pour diffusion équimolaire avec B basé sur la pression partielle de A

Aller Flux molaire du composant diffusant A = (Coefficient de diffusion (DAB)/([R]*Température du gaz*Épaisseur du film))*(Pression partielle du composant A en 1-Pression partielle du composant A sur 2)

Flux molaire du composant diffusant A à B non diffusant basé sur les fractions molaires de B

Aller Flux molaire du composant diffusant A = ((Coefficient de diffusion (DAB)*Pression totale du gaz)/(Épaisseur du film))*ln(Fraction molaire du composant B dans 2/Fraction molaire du composant B dans 1)

Coefficient de transfert de masse convectif

Aller Coefficient de transfert de masse convectif = Flux massique du composant de diffusion A/(Concentration massique du composant A dans le mélange 1-Concentration massique du composant A dans le mélange 2)

Concentration totale

Aller Concentration totale = Concentration de A+Concentration de B

< 3 Taux de diffusion de masse Calculatrices

Taux de diffusion de masse à travers un cylindre creux avec une limite solide

Taux de diffusion de masse à travers la sphère frontière solide

Taux de diffusion de masse à travers la plaque de délimitation solide

< 16 Formules importantes en diffusion Calculatrices

Diffusivité par la méthode du tube de Stefan

Aller Coefficient de diffusion (DAB) = ([R]*Température du gaz*Log pression partielle moyenne de B*Densité du liquide*(Hauteur de la colonne 1^2-Hauteur de la colonne 2^2))/(2*Pression totale du gaz*Poids moléculaire A*(Pression partielle du composant A en 1-Pression partielle du composant A sur 2)*Temps de diffusion)

Flux molaire du composant diffusant A à B non diffusant basé sur la pression partielle de A

Diffusivité par la méthode de l'ampoule jumelle

Aller Coefficient de diffusion (DAB) = ((Longueur du tube/(Zone de section transversale intérieure*Temps de diffusion))*(ln(Pression totale du gaz/(Pression partielle du composant A en 1-Pression partielle du composant A sur 2))))/((1/Volume de gaz 1)+(1/Volume de gaz 2))

Flux molaire du composant diffusant A à B non diffusant basé sur le logarithme de la pression partielle moyenne

Taux de diffusion de masse à travers un cylindre creux avec une limite solide

Taux de diffusion de masse à travers la sphère frontière solide

Fuller-Schettler-Giddings pour la diffusivité en phase gazeuse binaire

Aller Coefficient de diffusion (DAB) = ((1.0133*(10^(-7))*(Température du gaz^1.75))/(Pression totale du gaz*(((Volume de diffusion atomique total A^(1/3))+(Volume de diffusion atomique total B^(1/3)))^2)))*(((1/Poids moléculaire A)+(1/Poids moléculaire B))^(1/2))

Flux molaire du composant diffusant A pour diffusion équimolaire avec B basé sur la fraction molaire de A

Flux molaire du composant diffusant A à B non diffusant basé sur les fractions molaires de A et LMPP

Flux molaire du composant diffusant A à B non diffusant basé sur la concentration de A

Équation de Chapman Enskog pour la diffusivité en phase gazeuse

Aller Coefficient de diffusion (DAB) = (1.858*(10^(-7))*(Température du gaz^(3/2))*(((1/Poids moléculaire A)+(1/Poids moléculaire B))^(1/2)))/(Pression totale du gaz*Paramètre de longueur caractéristique^2*Intégrale de collision)

Taux de diffusion de masse à travers la plaque de délimitation solide

Flux molaire du composant diffusant A à B non diffusant basé sur les fractions molaires de A

Flux molaire du composant diffusant A pour diffusion équimolaire avec B basé sur la pression partielle de A

Équation de Wilke Chang pour la diffusivité en phase liquide

Aller Coefficient de diffusion (DAB) = (1.173*(10^(-16))*((Facteur d'association*Poids moléculaire B)^(1/2))*Température du gaz)/(Viscosité dynamique du liquide*((Volume molaire de liquide/1000)^0.6))

Flux molaire du composant diffusant A pour diffusion équimolaire avec B basé sur la concentration de A

Aller Flux molaire du composant diffusant A = (Coefficient de diffusion (DAB)/(Épaisseur du film))*(Concentration du composant A dans 1-Concentration du composant A dans 2)

Taux de diffusion de masse à travers la sphère frontière solide Formule

Qu'est-ce que la diffusion molaire

La diffusion moléculaire, souvent simplement appelée diffusion, est le mouvement thermique de toutes les particules (liquides ou gazeuses) à des températures supérieures au zéro absolu. La vitesse de ce mouvement est fonction de la température, de la viscosité du fluide et de la taille (masse) des particules. La diffusion explique le flux net de molécules d'une région de concentration plus élevée vers une région de concentration plus faible. Une fois que les concentrations sont égales, les molécules continuent à se déplacer, mais comme il n'y a pas de gradient de concentration, le processus de diffusion moléculaire a cessé et est plutôt régi par le processus d'autodiffusion, provenant du mouvement aléatoire des molécules. Le résultat de la diffusion est un mélange progressif de matière de sorte que la distribution des molécules soit uniforme. Puisque les molécules sont toujours en mouvement, mais qu'un équilibre a été établi, le résultat final de la diffusion moléculaire est appelé «équilibre dynamique».

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