Operaciones Metalurgicas 1
Páginas: 5 (1231 palabras)
Publicado: 8 de junio de 2013
LABORATORIO DE
OPERACIONES Y PROCESOS METALURGICOS I
TIEMPO DE RESIDENCIA
I) OBJETIVO
El laboratorio de “Tiempo de residencia” tiene como objetivo:
Visualizar el tiempo q demora un sólido en cambiar su PH o potencial electrico
Hacer mediciones de PH o Potencial electrico en función del tiempo.
II) RESUMEN
En la practica del laboratorio se hallo el tiempo de residencia sepeso 10 gramos de cal en el cual se hizo 3 siendo la cantidad de sal la misma para cada una,por problemas con el medidor de PH se opto por hacer mediciones con respecto al potencial electrico del agua con respeco al tiempo y su altura.
III) INTRODUCCION
El conocimiento del Tiempo de Residencia (TR) , es de vital importancia para el control de los procesos que en estos ocurren. La exactitud conque se realizan los cálculos del TR, permite un margen de error establecido por los ingenieros que puede llegar hasta un 10%, sin embargo, para conocer el comportamiento detallado de un reactor que se somete a investigaciones, se exige un rango de exactitud más estrecho, por lo que se hace necesario utilizar técnicas de muestreo y de cálculo que combinadas garanticen exactitud y economía delestudio.
IV) FUNDAMENTOS TEORICOS
La distribución de tiempos de residencia (RTD) de un reactor quimico en un fluido, es una distribución de probabilidad que describe la cantidad de tiempo que un elemento diferencial de unfluido puede pasar dentro de un reactor. Los ingenieros químicos usan el RTD para caracterizar el mezclado y flujo dentro de un reactor y asi comparar su conducta con sus modelosteóricos ideales correspondientes. Esto es útil, no solo en la solución de problemas y detección de corto-circuitos en reactores existentes, también es útil para estimar la eficiencias de las reacciones involucradas y en el diseño de futuros reactores.
El concepto fue propuesto por MacMullin y Weber en 1935, pero no fue usado intensivamente hasta que P.V. Danckwerts analizó un número importante deRTDs en 1953.
Está basada en 3 suposiciones principales:
Sistema en estado estacionario.
Transporte en la entrada y salida tiene lugar sólo por advección.
El fluido es incompresible.
La última suposición no es requerida pero un fluido compresible es mas dificil de modelar y manipular, además de ser menos común en procesos industriales. Se requiere un nivel de complejidad superior paramodelar reactores heterogéneos donde el RTD describe el flujo de cada fase, por ejemplo en los sistemas de borboteo.
La función de distribución de tiempos de residencia es representada por una distribución de edad de salida, E(t). La función E(t) esta normalizada y se define matemáticamente:
La fracción del fluido que tiene una duración de tiempo dentro del reactor, está dada por el valor de
.La fracción del fluido que deja el reactor con una edad inferior a t1 es
La fracción del fluido que deja el reactor con una edad mayor que t1 es
El tiempo de residencia promedio se calcula con una ecuación de momentos:
Si no hay zonas muertas o estancamientos dentro del reactor, entonces será igual al tiempo de residencia teórico , éste se define como la relación entre el volumen delreactor y el flujo volumétrico de entrada del fluido:
Ecuaciones de momentos de grado superior pueden proveer información sobre la conducta del la función E(t) . Por ejemplo, el segundo momento central indica la varianza , El grado de dispersión comparado con la media.
El tercer momento central indica el grado de asimetría de la distribución E(t) y el cuarto momento central indica el gradode curtosis presente.
Se puede definir una distribución integral de edad I(t) que describe el contenido del reactor. Su definición es un tanto similar a E(t) : la fracción de fluido dentro del reactor con una edad es I(t)dt . Demostrado por Danckwerts, la relación entre E(t) y I(t) puede ser encontrada mediante un balance de masa:
Determinación experimental de RDT
El RTD es medido...
OPERACIONES Y PROCESOS METALURGICOS I
TIEMPO DE RESIDENCIA
I) OBJETIVO
El laboratorio de “Tiempo de residencia” tiene como objetivo:
Visualizar el tiempo q demora un sólido en cambiar su PH o potencial electrico
Hacer mediciones de PH o Potencial electrico en función del tiempo.
II) RESUMEN
En la practica del laboratorio se hallo el tiempo de residencia sepeso 10 gramos de cal en el cual se hizo 3 siendo la cantidad de sal la misma para cada una,por problemas con el medidor de PH se opto por hacer mediciones con respecto al potencial electrico del agua con respeco al tiempo y su altura.
III) INTRODUCCION
El conocimiento del Tiempo de Residencia (TR) , es de vital importancia para el control de los procesos que en estos ocurren. La exactitud conque se realizan los cálculos del TR, permite un margen de error establecido por los ingenieros que puede llegar hasta un 10%, sin embargo, para conocer el comportamiento detallado de un reactor que se somete a investigaciones, se exige un rango de exactitud más estrecho, por lo que se hace necesario utilizar técnicas de muestreo y de cálculo que combinadas garanticen exactitud y economía delestudio.
IV) FUNDAMENTOS TEORICOS
La distribución de tiempos de residencia (RTD) de un reactor quimico en un fluido, es una distribución de probabilidad que describe la cantidad de tiempo que un elemento diferencial de unfluido puede pasar dentro de un reactor. Los ingenieros químicos usan el RTD para caracterizar el mezclado y flujo dentro de un reactor y asi comparar su conducta con sus modelosteóricos ideales correspondientes. Esto es útil, no solo en la solución de problemas y detección de corto-circuitos en reactores existentes, también es útil para estimar la eficiencias de las reacciones involucradas y en el diseño de futuros reactores.
El concepto fue propuesto por MacMullin y Weber en 1935, pero no fue usado intensivamente hasta que P.V. Danckwerts analizó un número importante deRTDs en 1953.
Está basada en 3 suposiciones principales:
Sistema en estado estacionario.
Transporte en la entrada y salida tiene lugar sólo por advección.
El fluido es incompresible.
La última suposición no es requerida pero un fluido compresible es mas dificil de modelar y manipular, además de ser menos común en procesos industriales. Se requiere un nivel de complejidad superior paramodelar reactores heterogéneos donde el RTD describe el flujo de cada fase, por ejemplo en los sistemas de borboteo.
La función de distribución de tiempos de residencia es representada por una distribución de edad de salida, E(t). La función E(t) esta normalizada y se define matemáticamente:
La fracción del fluido que tiene una duración de tiempo dentro del reactor, está dada por el valor de
.La fracción del fluido que deja el reactor con una edad inferior a t1 es
La fracción del fluido que deja el reactor con una edad mayor que t1 es
El tiempo de residencia promedio se calcula con una ecuación de momentos:
Si no hay zonas muertas o estancamientos dentro del reactor, entonces será igual al tiempo de residencia teórico , éste se define como la relación entre el volumen delreactor y el flujo volumétrico de entrada del fluido:
Ecuaciones de momentos de grado superior pueden proveer información sobre la conducta del la función E(t) . Por ejemplo, el segundo momento central indica la varianza , El grado de dispersión comparado con la media.
El tercer momento central indica el grado de asimetría de la distribución E(t) y el cuarto momento central indica el gradode curtosis presente.
Se puede definir una distribución integral de edad I(t) que describe el contenido del reactor. Su definición es un tanto similar a E(t) : la fracción de fluido dentro del reactor con una edad es I(t)dt . Demostrado por Danckwerts, la relación entre E(t) y I(t) puede ser encontrada mediante un balance de masa:
Determinación experimental de RDT
El RTD es medido...
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