Dtr reactor

Sumario
Es de suma importancia conocer el comportamiento no ideal en los reactores ya que refleja la realidad de éste. Una forma de conocer mejor lo que sucede dentro de los reactores es mediante la obtención de la DTR, que en este laboratorio va a ser la técnica estímulo-respuesta, la que consiste en estimular el sistema con una perturbación escalón y se analiza la respuesta a dichaperturbación.
Para cumplir el objetivo principal se realizó una señal escalón, que consiste en cambiar la alimentación al reactor tubular vertical desde agua a una solución de cloruro de sodio con una concentración de 46,8427 g/mL y de 42,9675g/L para cada medición. Luego, a la salida del reactor mediante un conductímetro se detectan los cambios de conductividades en función del tiempo. Los datosobtenidos se deben tratar, para obtener la función de distribución de tiempos de residencia en función del tiempo. Se obtienen los respectivos gráficos y resultados para luego proceder a ajustarlos por diferentes modelos de reactores químicos, y el que aproxime de mejor manera los datos experimentales será escogido para calcular la conversión del reactor, considerando una reacción de segundoorden.
Se utilizaron flujos volumétricos de 59,04mL/min y 111,11 mL/min con tiempo de residencia hidráulico de 1 hora 58 min y 1 hora 3 min respectivamente. El tiempo de residencia medio fue de 120,8992 min y de 63,2747 min. La varianza de la distribución de residencia obtenida es de 3,5006 min2 para la primera medición, y de 3,3976 min2 para la segunda medición.
El comportamiento del flujodentro del reactor es similar a un flujo pistón. Se ajustan los datos con el modelo de dispersión con el que se confirma que hay una baja dispersión, obteniéndose un Peclet de 96800 para un flujo de 59.04 mL/min y un Peclet de 8000 para un flujo de 111.11 mL/min.
Con el modelo de segregación se calculó la conversión, para un flujo de 59.01 mL/min la conversión fue de 0.984 y para un flujo de111.11 mL/min la conversión fue de 0.969. Estos valores son similares a la conversión obtenida considerando un reactor flujo pistón ideal, que es 0.983.
Nomenclatura
Caracteres latinos
Símbolo Significado Unidades
A | Área bajo la curva de h(t) | m² |
C(t) | Concentración detrazador inyectado a tiempo t | moles/cm3 |
C0 o C0() | Concentración inicial de trazador | moles/cm3 |
d | Diámetro del reactor | cm |
DaDa | Coeficiente de dispersión axialNúmero de Damköhler | cm2/sadimensional |
E(t),E(),E()FA | Función distribución tiempos de residenciaFlujo molar de A | adimensionalmol/s |
F(t),F(),F() | Función de distribución acumulativa | adimensional |
Hk |Señal registrada (diferencia de potencial)Constante de velocidad de la reacción | mVdm3/mol s |
LnNAP | Longitud del reactorNúmero de RCPA para modelo de tanques en serieNúmero de moles de APresión del sistema | cmadimensionalmolesatmósferas |
PeLq | Número de Peclet basado en largo del reactorParámetro para modelo de dispersión | adimensionaladimensional |
QrAT | Flujo volumétrico degasVelocidad de generación de ATemperatura del sistema | cm3/minmol A/s dm3K |
t | Tiempo | segundo |
tm | Tiempo medio de residencia | segundo |
VVdVmVp | Volumen del reactorVolumen muertoVolumen de RCPAVolumen de RCFP | cm3cm3cm3cm3 |
Vw | Velocidad de flujoAdimensionalización del largo del reactor | cm3/sadimensional |
X | Conversión alcanzada por la reacciónConversión media de modelo desegregación | adimensionaladimensional |
z | Longitud | Cm |
Caracteres griegos i | Raíces de ecuación 30Cambio en el número de moles por mol de A reaccionadoCambio en el número de moles por mol de A alimentadoEsperanza de vida | adimensionaladimensionaladimensionalsegundo |
µ | Viscosidad del gas | 10 g/cm·s |
 | Tiempo normalizado | adimensional |
 | Densidad del gas | g/cm3 |...