Fundamentos de Transferência de Massa

Marco Aurélio Cremasco

2016 — 3ª edição
Lançamento

R$ 153,00

Disponível em estoque

Sobre o Livro

ISBN: 9788521209041
Páginas: 460
Formato: 21x28 cm
Ano de Publicação: 2016
Peso: 1.080 kg

Conteúdo

PREFÁCIO À TERCEIRA EDIÇÃO

INTRODUÇÃO

I.1 A fenomenologia da transferência de massa
I.2 Transferência de massa: difusão versus convecção mássica

Exercícios
Bibliografia
Nomenclatura

1 COEFICIENTES E MECANISMOS DA DIFUSÃO
1.1 Considerações a respeito
1.2 Difusão em gases
1.2.1 Análise da primeira lei de Fick
1.2.2 Análise simplificada da teoria cinética dos gases
1.2.3 O coefi ciente de difusão binária para gases
1.2.4 Estimativa do DAB a partir de um DAB conhecido em outra temperatura e pressão
1.2.5 Coeficiente de difusão de um soluto em uma mistura gasosa estagnada de multicomponentes
1.3 Difusão em líquidos
1.3.1 Difusão de não eletrólitos em soluções líquidas diluídas
1.3.2 Difusão de não eletrólitos em soluções líquidas concentradas
1.3.3 Difusão de eletrólitos em soluções líquidas diluídas
1.3.4 Difusão de eletrólitos em soluções líquidas concentradas
1.4 Difusão em sólidos cristalinos
1.5 Difusão em sólidos porosos
1.5.1 Difusão de Fick ou difusão ordinária ou comum
1.5.2 Difusão de Knudsen
1.5.3 Difusão configuracional
1.6 Difusão em membranas
Exercícios
Conceitos
Cálculos
Bibliografia
Nomenclatura

2 CONCENTRAÇÕES, VELOCIDADES E FLUXOS
2.1 Considerações a respeito
2.2 Concentração
2.3 Velocidade
2.4 Fluxo
2.5 A equação de Stefan-Maxwell
2.6 Coeficiente convectivo de transferência de massa
Exercícios
Conceitos
Cálculos
Bibliografia
Nomenclatura

3 EQUAÇÕES DA CONTINUIDADE EM TRANSFERÊNCIA DE MASSA
3.1 Considerações a respeito
3.2 Equação da continuidade mássica de um soluto A
3.3 Equação da continuidade molar de um soluto A
3.4 Equações da continuidade do soluto A em termos da lei ordinária da difusão
3.5 Condições de contorno
3.5.1 Concentração ou fração (mássica ou molar) do soluto especificada em uma determinada fase
3.5.2 Condições de fluxo
3.5.3 Reação química conhecida
3.6 Considerações finais
Exercícios
Conceitos
Cálculos
Bibliografia
Nomenclatura

4 DIFUSÃO EM REGIME PERMANENTE SEM REAÇÃO QUÍMICA
4.1 Considerações a respeito
4.2 Difusão unidimensional em regime permanente
4.2.1 Difusão em regime permanente através de filme gasoso inerte e estagnado
4.2.2 Difusão pseudoestacionária em filme gasoso estagnado
4.2.3 Contradifusão equimolar
4.3 Difusão em membranas fickianas
4.4 Sistemas bidimensionais
Exercícios
Conceitos
Cálculos
Bibliografia
Nomenclatura

5 DIFUSÃO EM REGIME TRANSIENTE
5.1 Considerações a respeito
5.2 Difusão em regime transiente com resistência externa desprezível
5.2.1 Placa plana infinita
5.2.2 Esfera
5.2.3 Cilindro infinito
5.2.4 Método gráfico para a difusão em regime transiente sem resistência externa
5.3 Difusão em regime transiente em um meio semi-infinito
5.4 Difusão em regime transiente com resistência externa
5.4.1 Placa plana infinita
5.4.2 Esfera
5.4.3 Cilindro infinito
5.4.4 Método gráfico para a difusão em regime transiente com resistência externa
5.5 Soluções gráficas
Exercícios
Conceitos
Cálculos
Bibliografia
Nomenclatura

6 DIFUSÃO COM REAÇÃO QUÍMICA
6.1 Considerações a respeito
6.2 Difusão em regime permanente com reação química heterogênea
6.2.1 Difusão com reação química heterogênea na superfície de uma partícula catalítica não porosa
6.2.2 Difusão com reação química heterogênea na superfície de uma partícula não catalítica e não porosa
6.2.3 Difusão intraparticular com reação química heterogênea
6.3 Difusão em regime permanente com reação química homogênea
6.4 Difusão em regime transiente com reação química 
Exercícios
Conceitos
Cálculos
Bibliografia
Nomenclatura

7 INTRODUÇÃO À CONVECÇÃO MÁSSICA – CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES E ANÁLISE DO ESCOAMENTO
7.1 Considerações a respeito
7.2 Coeficiente convectivo de transferência de massa
7.3 Análise de escala
7.4 Análise do escoamento
7.4.1 Camada limite dinâmica: escoamento laminar de um fluido newtoniano sobre uma placa plana horizontal parada
7.4.2 Fenômeno de transferência de quantidade de movimento em nível macroscópico: regime turbulento
7.4.3 O número de Reynolds
Exercícios
Conceitos
Cálculos
Bibliografia
Nomenclatura

8 CONVECÇÃO MÁSSICA FORÇADA
8.1 Considerações a respeito
8.2 Números adimensionais para transferência de massa
8.2.1 Transporte molecular de massa
8.2.2 Transporte macroscópico ou global de massa
8.2.3 Transferência simultânea de quantidade de movimento e de massa
8.3 Camada limite mássica no regime laminar em uma placa plana horizontal parada
8.3.1 Distribuição de concentração adimensional do soluto na região de camada limite: solução por similaridade
8.3.2 Evaporação
8.3.3 Espessura da camada limite laminar mássica
8.3.4 Fluxo de matéria do soluto em uma dada fronteira
8.3.5 Coeficiente convectivo de transferência de massa
8.4 Transferência de massa no regime turbulento
8.5 Analogia entre transferência de quantidade de movimentoe de massa
8.5.1 Analogia de Reynolds
8.5.2 Analogia de Prandtl
8.5.3 Analogia de von Kármán
8.5.4 Analogia de Chilton-Colburn
8.6 Modelos para o coeficiente convectivo de transferência de massa
8.7 Correlações para o cálculo do coeficiente convectivo de transferência de massa
Exercícios
Conceitos
Cálculos
Bibliografia
Nomenclatura

9 CONVECÇÃO MÁSSICA NATURAL
9.1 Considerações a respeito
9.2 Compressibilidade mássica: instabilidade e estabilidade – Quando aparece a convecção mássica natural?
9.3 Análise da convecção mássica natural em uma placa plana vertical parada
9.3.1 Considerações preliminares
9.3.2 Análise de escala para a convecção mássica natural
9.3.3 Transformação por similaridade das distribuições de concentração do soluto e de velocidade da mistura para Sc > 1
9.3.4 Análise do parâmetro de injeção
9.3.5 Solução numérica para as equações acopladas relativas às distribuições de fração mássica do soluto e de velocidade do meio para Sc > 1 (válida para Sc > 0,5)
9.3.6 Evaporação
9.3.7 Fluxo de matéria do soluto em uma dada fronteira
9.3.8 Coeficiente convectivo natural de transferência de massa em regime laminar para uma placa plana vertical parada
9.4 Convecção mássica mista: convecções mássicas forçada e natural combinadas
9.5 Correlações para o cálculo do coeficiente convectivo natural de transferência de massa
Exercícios
Conceitos
Cálculos
Bibliografia
Nomenclatura

10 TRANSFERÊNCIA SIMULTÂNEA DE CALOR E DE MASSA.
10.1 Considerações a respeito
10.2 Transferência de calor
10.2.1 Transporte molecular: condução térmica
10.2.2 Distribuição de temperatura em um meio constituído de um fluido puro
10.2.3 Transporte global de energia: convecção térmica (transferência simultânea de quantidade de movimento e de energia)
10.2.4 Camada limite térmica no regime laminar
10.2.5 Transferência de calor no regime turbulento
10.3 Transferência simultânea de calor e de massa
10.3.1 Difusão térmica e termodifusão
10.3.2 Números adimensionais
10.3.3 Propriedades térmicas da mistura
10.3.4 Influência do fluxo mássico na distribuição de temperatura da mistura
10.3.5 Transferência de calor e de massa em um meio gasoso inerte
10.3.6 Fluxo de um vapor com mudança de fase em mistura com gás inerte
10.4 Teoria do bulbo úmido
Exercícios
Conceitos
Cálculos
Bibliografia
Nomenclatura

11 TRANSFERÊNCIA DE MASSA ENTRE FASES (INTRODUÇÃO ÀS OPERAÇÕES DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA)
11.1 Considerações a respeito
11.2 Técnicas de separação
11.3 Transferência de massa entre fases
11.3.1 Considerações preliminares
11.3.2 Teoria das duas resistências
11.3.3 Coeficientes globais de transferência de massa
11.3.4 Coeficientes volumétricos de transferência de massa para torre de recheios
11.4 Balanço macroscópico de matéria
11.4.1 Operações contínuas
11.4.2 Operações em estágios
Exercícios
Conceitos
Cálculos
Bibliografia
Nomenclatura

Anexo
CONSTANTES E FATORES DE CONVERSÃO DE UNIDADES

Apêndice A
PROGRAMAS NUMÉRICOS

Apêndice B
RESPOSTAS DE EXERCÍCIOS SELECIONADOS
ÍNDICE REMISSIVO

Sinopse

A transferência de massa está presente em diversos processos, desde os mais simples, como a dissolução de açúcar em uma xícara de café, até os mais complexos, como aqueles presentes nas indústrias química, petroquímica e farmacêutica, no controle de poluição e na secagem de cereais. Enfim, em qualquer processo em que se deseje separar ou adicionar determinado componente em dada mistura. 

Neste livro, o fenômeno de transferência de massa é abordado por descrição de mecanismos moleculares regidos pela interação soluto-meio, configurando a difusão mássica. Na situação em que o transporte ocorre devido a essa interação e por mecanismos externos a ela, como a fluidodinâmica do meio, tem-se a característica básica da convecção mássica. Sob este aspecto, Fundamentos de transferência de massa expõe a difusão em diversas situações, explorando o seu mecanismo, a distribuição de concentração, a concentração média e o fluxo de certo soluto nos regimes permanente e transiente, com e sem reação química. Já o enfoque da convecção mássica aborda a simultaneidade entre as transferências de massa e de momento, de massa e de calor, e de massa entre fases, sendo esta tratada como introdução às operações de transferência de massa. Primeiro livro publicado especificamente sobre o assunto no Brasil e em língua portuguesa, destina-se a profissionais e estudantes de graduação e de pós-graduação, podendo ser utilizado em diversas áreas dentro das Engenharias Química, Agrícola, Mecânica, Metalúrgica, de Alimentos, de Produção, de Materiais, Bioquímica e Química Tecnológica, entre outras profissões.

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