Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Tentamen (uitwerkingen)

Solutions Manual For Fundamentals of Heat and Mass Transfer 8th Edition By Bergman, Lavine, Incropera, DeWitt (All Chapters, 100 Original Verified, A+ Grade)

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
49
Cijfer
A+
Geüpload op
15-12-2024
Geschreven in
2024/2025

Solutions Manual For Fundamentals of Heat and Mass Transfer 8th Edition By Bergman, Lavine, Incropera, DeWitt (All Chapters, 100 Original Verified, A+ Grade)

Instelling
Vak

Voorbeeld van de inhoud

MassvTransfer


UNIVERSITY OF MAIDUGURI
v v




FACULTY OF ENGINEERING DEPART
v v v




MENT OF CHEMICAL ENGINEERING
v v v




COMPILED LECTURE NOTE
v v




CHE 309 TRANSPORv v




T PHENOMENON II
v v




[3 UNITS]
v




2015/2016 ACADEMIC SESSION
v v

,MassvTransfer


TRANSPORTv PHENOMENONv IIv (3v UNITS)

MASSv TRANSFER

COURSEv OUTLINE

➢ Molecularv Diffusion
➢ Fick’sv law
➢ Steadyv Statev Ratev Equations
➢ Boundaryv Layer
➢ Momentumv Equations
➢ Laminarv Layer
➢ Universalv Velocity
➢ Boundaryv LayervThickness
➢ Eddyv Diffusion
➢ Massv Transferv withv Chemicalv Reactions
➢ Interphasev Massv Transfer
➢ Whitmanv Thinv Filmv Theory
➢ Ticv lines
➢ Solutionsv in-termsv ofv dimensionlessv groups
➢ Condensationv andv Boiling
➢ Filmv andv Dropwisev Condensation
➢ Filmv Transferv Coefficient
➢ Condensationv Number
➢ Boilerv Design
➢ DifferentvPhasev ofv Boiling
➢ HeatvFluxv Relations

,MassvTransfer


MASSv TRANSFER
MOLECULARv DIFFUSIONv ANDv FICK’Sv LAW

Introduction
Thev variousv unitv operationsv canv bevclassifiedv into;
(1) Momentum transfer: Occurs in unit operations as fluid flow,
mixing,vsedimentationvandvfiltration.
(2) Massv transfer:v Occursv inv distillation,v adsorption,v drying,v liquid-
liquidv extractionvetc
(3) Heatvtransfer:vOccursvinvconvectivevandvconductivevtransfervofvheatvevaporation,vdi
stillationvandvdrying.
Question:v Mentionv tenv applicationsv ofv thev classifiedv unitv operationsv eachv (momentum,vm
assvandvheatvtransfer)

GeneralvMolecularv TransportvEquation
𝐷𝑟𝑖𝑣𝑖𝑛gv𝑓𝑜𝑟𝑐𝑒
Ratevofvavtransfervprocessv=v
𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑒
𝑑𝑟
v v =v − v∫
𝑑𝑧
Forvmomentumv transfervequation
𝜇v𝑑(𝑉𝑧,v𝜌)
𝜙𝑧v =v−v
𝜌 𝑑𝑧
Forv heatv transferv equation
𝑞𝑧 𝑑(𝜌,v𝐶𝑝,v𝑇)
=v−𝛼
𝐴 𝑑𝑧
Forvmassv transferv equation
𝐽𝐴Z =v−𝐷𝐴𝐵 𝑑𝐶𝐴 - ------------------ (1)
𝑑𝑧

where 𝐽𝐴Zv=vmolarvfluxvinv𝐾𝑔𝑚𝑜𝑙/𝑚2.v𝑠
𝐷𝐴𝐵v =v molecularv diffusivityv 𝑚2/𝑠
𝐶𝐴v=vconcentrationv 𝐾𝑔𝑚𝑜𝑙/𝑚3
Question:vDefinevthevtermsvinvmomentumvandvheatvtransfervequationsvandvthevgeneralvmolec
ularvtransportvequation.
Thevkineticvtheoryvofvgasesvgivesvusvavgoodvphysicalvofvindividualvmoleculesvinvfluids.vBecau
sevofvtheirvkineticvenergy,vthevmoleculesvarevinvrapidvrandomvmovementvoftenvcollidingv withv
eachv other.v Molecularv transportv orv molecularv diffusionv ofv av quantityv suchvasvavmomentu
m,vheatvorvmassvoccursvinvavfluidvbecausevofvthesevrandomvmovementsvofvindividualvmolecu
le.vEachvmoleculevcontainingvthevquantityvbeingvtransferredvmovesvrandomlyvinvallvdirection
svandvthesevarevfluxesvinvallvdirections.vHence,vifvtherevisvavconcentrationvgradientvofvthevpro
perty,vtherevwillvbevavnetvfluxvofvthevquantityvfromvhighvtovlowvconcentration.vThisvoccursvbec
ausevequalvnumbersvofvmoleculesvdiffusevinveachvdirectionvbetweenvthevhighvconcentrationv
andvlowvconcentration.

, MassvTransfer


Equationv (1)v isv thev Fick’sv lawv forv molecularv transportv ofv massv inv av fluidv orv solidv for
constantv totalv concentrationv invthevfluidv i.e.
𝑑𝐶𝐴
𝐽𝐴Zv =v−𝐷𝐴𝐵
𝑑𝑧
ThevDiffusionvCoefficient

Fick’sv lawv proportionality,v 𝐷𝐴𝐵,v isv knownv asv thev diffusionv coefficient.v It’sv fundamentalvdim
ensionsvmayvbevobtainedvfrom
𝑑𝐶𝐴
𝐽𝐴Zv=v−𝐷𝐴
v 𝑀v 𝑑𝑧
𝐽 𝑑𝑧 ( )𝐿 𝐵

𝐿2
𝐿2𝑇v
𝐷𝐴𝐵 =v−vv 𝐴𝑍 v
=v v 𝑀
v
=
𝑑𝐶𝐴 𝑇
𝐿3
𝐷𝐴𝐵v′sv dimensionsv arev identicalv tov thev fundamentalv dimension’sv ofv thev otherv transportvpro
perties;v kinematicv viscosity,v V,v andv thermalv diffusivity,v 𝛼v orv it’sv equivalentv ratio,
2 2
𝐾/ .v Thev massv diffusivityv hasv beenv reportedv inv 𝑐𝑚 /𝑠v (cgs).v Thev SIv unitsv arev 𝑚 /𝑠
𝜌𝐶𝑃
𝑓𝑡2
whichv isv av factorv 104 smaller.v Inv thev Englishv system /
ℎ𝑟 arev commonlyv used.
Conversionv betweenv thesev systemsv involvesv thev simplev relations.
𝐷𝐴𝐵(𝑐𝑚2/𝑠)
=v104
𝐷𝐴𝐵(𝑚2/𝑠)
𝐷𝐴𝐵(𝑓𝑡2/ℎ𝑟)
=v 3.87
𝐷𝐴𝐵 (𝑐𝑚2/𝑠)v
𝐷𝐴𝐵v(𝑓𝑡2/ℎ𝑟)
=v3.875v×v104
𝐷𝐴𝐵(𝑚2/𝑠)
Thev diffusionv coefficientv dependsv uponv thev pressure,v temperaturev andv compositionv ofvt
hevsystem.vAsvonevmightv expectv fromv considerationsv ofv thevmobilityvofv thev molecules,vthe
v diffusionv coefficientsv arev generallyv highestv forv gasesv (inv thev rangev ofv 5v×v10
−6v tov 1v×v1

0 𝑚 /𝑠),vthanvforvliquidsv(invthevragevofv10 v tov10 v 𝑚 /𝑠)v whichvarevhighervthanvthevvalue
−5 2 −10 −9 2

sv reportedvforv solidsv (invthevrangevofv 10−14v tov10−10v 𝑚2/𝑠)

Example:vMixturevofvHevandv𝑁2v gasvisvcontainedvinvavpipevatv298Kvandv1atmvtotalvpressurev
whichvisvconstantvthroughout.vAtvonevendvofvthevpipevatvpointv1,vthevpartialvpressurev𝑃𝐴1v ofvH
evisv0.60atmvandvatvthevothervendv0.2mv(20cm),v𝑃𝐴2v=v0.20atm.v CalculatevthevfluxvofvHevatvst
eadyvstatevifv𝐷𝐴𝐵v ofvthevHev–
vmixturev isv0.687v×v10
−4𝑚2/𝑠v(0.687𝑐𝑚2/𝑠).v UsevS.Ivandv c.g.svunit

Solution
Forvsteadyv state,v thevfluxv 𝐽𝐴Zv isv constant.v Also,v 𝐷𝐴𝐵v forv av gasv isv constant
𝑑𝐶
𝐽𝐴Z =v−𝐷𝐴𝐵 𝐴
𝑑𝑧
Integratingv willv yield

Gekoppeld boek

Geschreven voor

Vak

Documentinformatie

Geüpload op
15 december 2024
Aantal pagina's
49
Geschreven in
2024/2025
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Vragen en antwoorden

Onderwerpen

$18.49
Krijg toegang tot het volledige document:

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
PUREGOLDD Teachme2-tutor
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
11
Lid sinds
1 jaar
Aantal volgers
2
Documenten
335
Laatst verkocht
3 maanden geleden
PUREGOLD

PureGold Test Banks & Practice Exams Graded A+ Looking for relevant and up-to-date study materials to help you ace your exams? Puregold has got you covered! We offer a wide range of study resources, including test banks, exams, study notes, and more, to help prepare for your exams and achieve your academic goals. What\'s more, we can also help with your academic assignments, research, dissertations, online exams, online tutoring and much more! Please send us a message and will respond in the shortest time possible. Always Remember: Don\'t stress. Do your best. Forget the rest! Gracias!

Lees meer Lees minder
5.0

327 beoordelingen

5
326
4
0
3
0
2
0
1
1

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen