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
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
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
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
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 ). 12 6.5 24 12.5 36 12.5 48 1. 6 5. 72 2.5 84 1. 96. 18. 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
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(). 12 6.5.13 24 19..38 36 31.5.63 48 41.5.83 6 46.5.93 72 49..98 84 5. 1. 96 5. 1. 18 5. 1. C C Ingeniería de Reacore 157 M.A.Romero 23
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 12x6.5 + 24x12.5 + 36x12.5 + + 84x1. 18,72 18,72/5 374.4 eg Graficando F() v : 1.2 1.8 F ().6.4.2 2 4 6 8 1 12 (eg) Ingeniería de Reacore 158 M.A.Romero 23