Tanque agitado Preinforme

COEFICIENTE DE FRICCIÓN. (Pre informe)
Andrés Felipe Lastra (02245568), Andrés Camilo Forero (02245541), Juan David Tibocha (02245498), Pedro Nel González (02245468), Sebastián Ochoa (02245532), Sergio Mario Velasco (02245499)
18 de marzo de 2015

1. OBJETIVOS:
Cuantificar las pérdidas de calor por convección y conducción en un tanque agitado.
Determinar el coeficiente de transferencia de calorpor convección en la superficie del tanque y la chaqueta.

2. MARCO TEÓRICO:
REACTORES: Dispositivos en los cuales ocurre un cambio en la composición debido a la reacción química entre componentes. La reacción pueden ser de tipo homogénea (una sola fase de reacción) o heterogénea (más de una fase para que la reacción ocurra). La forma de estos varía dependiendo de la naturaleza de reacción o delproceso a realizar; por ejemplo, un tipo de reactor son los reactores enchaquetados que generalmente son de forma cilíndrica y son operados por lotes con recirculación del flujo.
La diversidad de los reactores industriales puede reducirse a tres tipos que difieren entre sí por el régimen de operación (estable o en transición), por el intercambio de masa con los alrededores (abierto o cerrado), porla dinámica de flujo y por los perfiles característicos de concentración y de otras propiedades del sistema. Estos reactores se resumen en: discontinuo, continuo de tanque agitado y tubular.

Figura 1. Esquema de los tipos de reactores.
A partir de estos tres tipos, también pueden concebirse combinaciones, las cuales pueden ser: reactor semi-continuo, baterías de reactores CSTR en serie, entreotros. A continuación se explicarán los reactores que consideramos más representativos.
Reactor discontinuo: Consiste en un tanque con facilidades para la carga y la descarga, para la transferencia de calor (intercambiadores, serpentines, bafles, reflujo, recirculación externa y otros), lo mismo que para agitación de la mezcla reaccionante. En condiciones ideales la mezcla es homogénea. Su costode operación es alto debido a los tiempos muertos.
Reactor CSTR: Consiste en un tanque al que continuamente fluye el alimento y descarga productos a flujos volumétricos tales que el volumen de reacción permanece constante. Está provisto de facilidades para transferencia de calor y para agitación. En condiciones ideales la mezcla es homogénea.
Reactor tubular: Consiste sencillamente en un tubo, alo largo del cual fluye la mezcla reaccionante a condiciones tales (temperatura, concentraciones), que ocurre la reacción química. Puede estar provisto de un intercambiador para la transferencia de calor. Idealmente no existen gradientes radiales con respecto a la velocidad, la temperatura y la concentración. Este caso se refiere como reactor de flujo pistón.
TRANSFERENCIA DE CALOR EN TANQUEAGITADO
Los tanques agitados pueden presentar intercambio de calor debido a la presencia de una chaqueta interna o externa. El tipo más común de chaqueta consiste en un cilindro externo que rodea el tanque. El fluido de calentamiento o enfriamiento (según el caso) circula a través del espacio anular entre la chaqueta y las paredes del tanque. El calor es transferido a través de las paredes del tanque.Cabe resaltar que la circulación del fluido en presencia de bafles en el espacio anular para aumentar la velocidad de flujo, mejora la transferencia de calor. La tasa de transferencia de calor desde o hacia el líquido agitado en el tanque depende de las propiedades físicas del líquido; cabe resaltar que el tipo y el tamaño del agitador y su localización también influye.
Considerando un tanque quecontiene un líquido que está en constante agitación, la transferencia de calor ocurre principalmente a través de convección forzada en el líquido, conducción a través de las paredes del tanque, y convección forzada en la chaqueta del tanque. El flujo de calor está basado en la ecuación básica de la teoría de la película y puede ser expresada por:
(1)
(2)
Siendo A el área de transferencia de...