Uso de DTR para la modelación de reactores de labortorio

Universidad de Concepción
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Química

Uso de DTR para la modelación de
reactores de laboratorio
INFORME DE LABORATORIO

Asignatura:

Laboratorio de Procesos Químicos

Profesor(a):

Dra. Ximena García C.

Ayudante:

Harry Cárdenas M.

Grupo:

A

Alumnos:

Jhordan Conejeros T.
Cesar Gutiérrez V. (L)
Álvaro Iglesias C.Daniel Padilla O. (E)

Fecha:

11 de Noviembre de 2013

Nomenclatura
Símbolo
𝐴𝑐𝑜𝑛

Descripción
𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑜𝑏𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑔𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝐶

𝐶𝑜

𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑖𝑛𝑦𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑎

𝐷𝑎

𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝐷𝑎𝑟𝑐𝑦

𝐹𝑇

𝐹𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟

𝑁𝑜

𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙

𝑄𝑜

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎

𝑉𝑇
𝑋̅̅
𝑋𝑡𝑟𝑎𝑧
𝑠3
𝑡𝑚
𝜎2

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟
𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎
𝐹𝑟𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑞𝑢𝑒 𝑎𝑡𝑟𝑎𝑣𝑖𝑒𝑠𝑎𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑎𝑠𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟í𝑎
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜
𝑉𝑎𝑟𝑖𝑎𝑛𝑧𝑎

𝐶

𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎

𝐶(𝑡)

𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑛𝑠𝑜𝑟

𝐷
𝑃𝑒𝑟
𝑅𝑒

𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟í𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜
𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑃𝑒𝑐𝑙𝑒𝑡
𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑦𝑛𝑜𝑙𝑑𝑠

𝑉

𝐹𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟

𝑋

𝐶𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖ó𝑛

𝑘

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑

𝑛
𝛥𝑁
𝛥𝑡

𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑞𝑢𝑒 𝑎𝑡𝑟𝑎𝑣𝑒𝑠𝑎𝑟𝑜𝑛 𝑎𝑙 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟
𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑞𝑢𝑒 𝑦𝑎 𝑎𝑡𝑟𝑎𝑣𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑙𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑠𝑡𝑢𝑑𝑖𝑜

𝜇

𝑉𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢í𝑑𝑜

𝜌

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢í𝑑𝑜

𝜏
𝜐

𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑎𝑙
𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑥𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢í𝑑𝑜

Unidades
[𝑚𝑜𝑙]
𝐾𝑔
[ 3]
𝑚
−
𝑚𝑜𝑙
[ 3 ]
𝑚
[𝐾𝑔]
𝑚3
[ ]
𝑠
[𝑚3 ]
−
−
−
−
−
𝐾𝑔
[ 3]
𝑚
𝐾𝑔
[ 3]
𝑚
[𝑚]
−
−
𝑚3
[ ]
𝑠
−
1
[ ]
𝑠
[𝑚𝑜𝑙]
[𝐾𝑔]
[𝑠]
𝑃𝑎
[ ]
𝑠
𝐾𝑔
[ 3]
𝑚
[𝑠]
𝑚
[ ]
𝑠

1

ÍndiceNomenclatura...................................................................................................................................... 1
Sumario ............................................................................................................................................... 4
1.

Introducción ................................................................................................................................ 52.

Objetivos ..................................................................................................................................... 6

3.

2.1.

Objetivo general .................................................................................................................. 6

2.2.

Objetivos específicos........................................................................................................... 6

Marco teórico .............................................................................................................................. 7
3.1.

Tiempo de residencia .......................................................................................................... 7

3.2.

Modelos ideales para reactores de flujo............................................................................. 7

3.2.1.

Reactor de flujo pistón (PFR) ....................................................................................... 7

3.2.2.

Reactor continuo perfectamente agitado (CSTR) ....................................................... 8

3.3.

Distribución de tiempos de residencia (DTR)...................................................................... 8

3.3.1.

Definición de la función de distribución de tiempos de residencia o E(t) .................. 8

3.3.2.

Medición de la función de distribución de tiempos de residencia ............................. 9

3.3.3.

Experimento de alimentación por pulso ..................................................................... 9

3.3.4.Experimento de alimentación por escalón ............................................................... 10

3.4.

Test de consistencia .......................................................................................................... 11

3.5.

Momentos importantes de la DTR .................................................................................... 12...