No Idealidades en Reactores de Flujo
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- Ramona Castro Padilla
- hace 8 años
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1 No Idealidade en Reacore de Flujo Caua principale y no idealidade ípica: Mezclado imperfeco de lo agiadore debido a la preencia de muy baja velocidad denro del iema de reacción (zona muera): Canalización: Oro ipo de canalización: Reromezclado en reacore ubulare. Difuión axial y radial en reacore ubulare. Flujo laminar en reacore ubulare; y en general cualquier régimen de flujo que difiera del régimen de flujo ideal. Ingeniería de Reacore 152 M.A.Romero 23
2 Análii de la No Idealidade en Reacore de Flujo Méodo exaco Perfile de T, C, V Méodo de análii Méodo aproximado Uilizan medicione experimenale y un modelo de mezclado inermedio Función de diribución de iempo de reidencia. e baa en el hecho de que diferene elemeno del fluído oman diferene iempo en paar a ravé del reacor. Generalmene, para el análii de la diribución del flujo e uilizan écnica experimenale, la cuale eán baada en la adición de una uancia inere (razador) al iema de reacción y en la medición de la concenración de ea uancia con repeco al iempo a la alida del reacor. La flucuación en el flujo de alimenación puede er una función pulo, ecalón, enoidal, ec. Conc. de Trazador Tiempo de reidencia La diribución de iempo de reidencia e define como la fracción volumen del fluido a la alida que ha permanecido un iempo menor que. e puede inerprear como la probabilidad que iene un elemeno del fluído que enró a, alga a un iempo menor que el iempo de reidencia. Ingeniería de Reacore 153 M.A.Romero 23
3 df() F( 1 ) 1 La probabilidad de que un elemeno del fluido alga a un iempo menor al iempo de reidencia e:. Enonce, la probabilidad de que alga depué del iempo de reidencia e 1. F(). F() Fracción volumen del fluido con "edad" <. F( + d) Fracción volumen del fluido con "edad" <+d. df() Fracción volumen del fluido con "edad" enre y (+d). Enonce, el iempo promedio de reidencia ería el valor eperado de la función probabilíica: Como e elimina el érmino d Para un cambio ecalón: df() d d df() Ingeniería de Reacore 154 M.A.Romero 23
4 w 1 F() w w. donde w e la fracción peo. A un iempo : F() Fracción del fluído con edad (y compoición w 1 e igual a F(). 1 - F() Fracción del fluído con edad > y compoición w, enonce w () w 1 F() + w [1 F()] por lo ano: para un cambio ecalón. Por ora pare, para un cambio pulo: En un diferencial de iempo d, la maa de razador que ale del iema e donde: w Fracción máica del razador. Para un iema de denidad conane: enonce: F() w md & m T Ingeniería de Reacore 155 M.A.Romero 23
5 df() d mw & m T mw & recordando, de la definición del valor eperado: df() d d eo e demuera en el iguiene ejemplo. Deerminación F() y a parir de dao de repuea a un pulo Una canidad conocida de raza e inyeca a un reacor que opera en eado eable. Lo dao experimenale de la concenración a la alida on : Tiempo (eg) Concenración a la alida C (gr/cm 3 ) Con ea información, deerminar la curva F() y el iempo promedio de reidencia. OLUCION. Para iema de denidad conane: Ingeniería de Reacore 156 M.A.Romero 23
6 F() Muliplicando y dividiendo por el volumen: F() C md & C md & Evaluando la inegrale como umaoria de dao dicreo: F () Cm& Cm& Como lo dao eán equiepaciado en el iempo : Efecuando lo cálculo: F () Tiempo (eg) ΣC (gr/cm 3 ) F() C C Ingeniería de Reacore 157 M.A.Romero 23
7 Donde Σ C 5. gr/cm 3. Para el iempo medio de reidencia : Evaluando numéricamene la inegrale: ( mw & ) ( mw & ) C C Calculando el iempo medio de reidencia : ΣC 12x x x x1. 18,72 18,72/ eg Graficando F() v : F () (eg) Ingeniería de Reacore 158 M.A.Romero 23
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CAÍTULO 3 Aplicaciones de primer orden 3.2. Modelo logísico El modelo de Malhus iene muchas limiaciones. or ejemplo, predice que una población crecerá exponencialmene con el iempo, que no ocurre en la