Modelo De Flujo
Páginas: 43 (10552 palabras)
Publicado: 15 de mayo de 2012
1. Introducción
La distribución de tiempos de residencia (DTR) nos aporta la información necesaria y las características mínimas sobre un flujo, que nos permite obtener la información necesaria para la realización del diseño. Estos datos, los obtenemos de forma experimental, mediante un método llamado estímulo-respuesta, que consiste en estimular el sistema mediante una perturbación yver cómo responde a dicha alteración. Este estímulo consiste en una inyección de trazador en el fluido que entrará a un sistema formado por tres reactores RCTA (Reactor continuo de tanque agitado) y un RCT (Reactor continuo tubular) que consideraremos se comportan idealmente, lo que nos simplificará considerablemente los cálculos, pues sólo consideraremos la cinética del proceso y los balances demateria.
La respuesta a la inyección de trazador consistirá en una representación de la salida de trazador frente al tiempo, cuya curva, a la que llamaremos F(t), tomará distintas formas, según la entrada que le produzcamos al sistema. Existen diversos tipos de entradas, pero las empleadas en el experimento sólo serán dos:
-Entrada en escalón:
A tiempo cero, introducimos eltrazador a igual caudal que el fluido que circule por el sistema y se mantendrá hasta el final del experimento. Por tanto, la curva de respuesta vendrá dada por la siguiente gráfica:
[pic]
-Entrada en pulso rectangular:
En este caso no mantenemos la señal de entrada hasta el final del experimento sino hasta un determinado t1, por tanto la curva vendrá dada gráficamente de lasiguiente manera:
[pic]
2. Objetivo de la práctica
La finalidad de este experimento es conocer el comportamiento de tres RCTA y un RCT en serie. Para ello estudiaremos el método estímulo-respuesta, obteniendo así la distribución de tiempos de residencia (DTR) de cada reactor.
3. Dispositivo experimental
El sistema que usaremos para la realización de esta práctica es elsiguiente:
[pic]
En éste se aprecia, primeramente, los depósitos de NaCl y agua (1). La sustancia que usaremos como trazador será el NaCl. También disponemos de un rotámetro (3) con el que regulamos el caudal de entrada. A continuación disponemos de los tres reactores continuos de tanque agitado (4) y finalmente el reactor continuo tubular (5). La variable a medir es la conductividad y para ellodisponemos de varios conductímetros (7).
Para el calibrado del rotámetro necesitamos la siguiente ecuación:
QL (cm3/min)= 14,2668*N
Donde N es la división del rotámetro donde se sitúa la parte superior del flotador.
También son conocidos los diámetros de los tres tanques agitados, con un valor de 9,24 cm, y el volumen del RCT es igual a 124 cm3.
4. Procedimientoexperimental
- Preparamos una disolución de NaCl con 150,01 gramos de la sal y 20 litros de agua, para obtener la concentración deseada, 7,5 g/L de NaCl.
- Se realizan tres experimentos. El primero de ellos con una entrada en pulso rectangular y con un caudal de 140 cm3/min. El segundo ensayo con el mismo caudal pero con entrada en escalón. Y el último de ellos se realiza reduciendo el caudala la mitad y manteniendo la misma entrada.
- Regulamos el caudal con el rotámetro e introducimos la señal del trazador que corresponda y por tanto la bomba de agua permanecerá cerrada
- Para el primer experimento se mantendrá la señal del trazador durante 5,5 min y para el resto ésta se mantendrá abierta hasta el final.
En cada experimento se recogerán los datos de laconductividad de los cuatro reactores frente al tiempo hasta que, en el caso de la entrada en pulso, la conductividad vuelve a alcanzar los valores del agua pura, y en el caso de la entrada en escalón, hasta que la conductividad no se modifique.
5. Presentación de los resultados
Primeramente presentamos diversas tablas con los datos obtenidos en los experimentos:
|Tipo de señal: pulso...
La distribución de tiempos de residencia (DTR) nos aporta la información necesaria y las características mínimas sobre un flujo, que nos permite obtener la información necesaria para la realización del diseño. Estos datos, los obtenemos de forma experimental, mediante un método llamado estímulo-respuesta, que consiste en estimular el sistema mediante una perturbación yver cómo responde a dicha alteración. Este estímulo consiste en una inyección de trazador en el fluido que entrará a un sistema formado por tres reactores RCTA (Reactor continuo de tanque agitado) y un RCT (Reactor continuo tubular) que consideraremos se comportan idealmente, lo que nos simplificará considerablemente los cálculos, pues sólo consideraremos la cinética del proceso y los balances demateria.
La respuesta a la inyección de trazador consistirá en una representación de la salida de trazador frente al tiempo, cuya curva, a la que llamaremos F(t), tomará distintas formas, según la entrada que le produzcamos al sistema. Existen diversos tipos de entradas, pero las empleadas en el experimento sólo serán dos:
-Entrada en escalón:
A tiempo cero, introducimos eltrazador a igual caudal que el fluido que circule por el sistema y se mantendrá hasta el final del experimento. Por tanto, la curva de respuesta vendrá dada por la siguiente gráfica:
[pic]
-Entrada en pulso rectangular:
En este caso no mantenemos la señal de entrada hasta el final del experimento sino hasta un determinado t1, por tanto la curva vendrá dada gráficamente de lasiguiente manera:
[pic]
2. Objetivo de la práctica
La finalidad de este experimento es conocer el comportamiento de tres RCTA y un RCT en serie. Para ello estudiaremos el método estímulo-respuesta, obteniendo así la distribución de tiempos de residencia (DTR) de cada reactor.
3. Dispositivo experimental
El sistema que usaremos para la realización de esta práctica es elsiguiente:
[pic]
En éste se aprecia, primeramente, los depósitos de NaCl y agua (1). La sustancia que usaremos como trazador será el NaCl. También disponemos de un rotámetro (3) con el que regulamos el caudal de entrada. A continuación disponemos de los tres reactores continuos de tanque agitado (4) y finalmente el reactor continuo tubular (5). La variable a medir es la conductividad y para ellodisponemos de varios conductímetros (7).
Para el calibrado del rotámetro necesitamos la siguiente ecuación:
QL (cm3/min)= 14,2668*N
Donde N es la división del rotámetro donde se sitúa la parte superior del flotador.
También son conocidos los diámetros de los tres tanques agitados, con un valor de 9,24 cm, y el volumen del RCT es igual a 124 cm3.
4. Procedimientoexperimental
- Preparamos una disolución de NaCl con 150,01 gramos de la sal y 20 litros de agua, para obtener la concentración deseada, 7,5 g/L de NaCl.
- Se realizan tres experimentos. El primero de ellos con una entrada en pulso rectangular y con un caudal de 140 cm3/min. El segundo ensayo con el mismo caudal pero con entrada en escalón. Y el último de ellos se realiza reduciendo el caudala la mitad y manteniendo la misma entrada.
- Regulamos el caudal con el rotámetro e introducimos la señal del trazador que corresponda y por tanto la bomba de agua permanecerá cerrada
- Para el primer experimento se mantendrá la señal del trazador durante 5,5 min y para el resto ésta se mantendrá abierta hasta el final.
En cada experimento se recogerán los datos de laconductividad de los cuatro reactores frente al tiempo hasta que, en el caso de la entrada en pulso, la conductividad vuelve a alcanzar los valores del agua pura, y en el caso de la entrada en escalón, hasta que la conductividad no se modifique.
5. Presentación de los resultados
Primeramente presentamos diversas tablas con los datos obtenidos en los experimentos:
|Tipo de señal: pulso...
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