Dtr reatores

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EQ 902


Laboratório de Engenharia Química IV





2o Semestre de 2009



Experimento 1:

DTR e Reator Agitado





Grupo F








ÍNDICE


1. Revisão Teórica
2. Procedimento Experimental
3. Bibliografia
















































1 – Revisão Teórica


REATOR CSTRNa maioria das indústrias, um dos reatores mais utilizados é o CSTR ( continuos stirred tank reactor), também denominado reator de tanque agitado contínuo.
Trata-se de reatores agitados com entrada e saída contínua de matéria.
Nos reatores ideais, a agitação é intensa de forma que a concentração é uniforme dentro do equipamento. Considera-se também seu volume como uniforme.Tais reatores trabalham individualmente ou ligados em série com outros de mesmo tipo.
São utilizados quando é requerida agitação no meio reativo e quando a reação é fortemente exotérmica (o controle de temperatura é facilmente realizado). Porém, quando se trata de conversão em produtos, tais reatores possuem eficiência mais baixa se comparado a outros tipos de reatores (PFR, por exemplo).Uma importante observação a cerca desses reatores é que eles são os únicos que fornecem diretamente a medida de taxa de reação. Além disso, independem de transformações algébricas e possuem menor propagação de erros experimentais. Por isso, são utilizados nas indústrias sempre que possível.
A fim de se aplicar o balanço de conservação de massa a este tipo de reator, considera-se umvolume V fixo no espaço e contendo totalmente a mistura reacional.


taxa de acúmulo = entra – sai + taxa que reage


Para agitação intensa e volume constante, a equação geral do reator é


[pic] (1)
Isso nos mostra que a taxa da reação num CSTR é dada pela razão entre diferença dos fluxos molares do componente A na entrada e saída e o volume de reação.Seu volume é relacionado com a conversão em produtos segundo a equação abaixo:

[pic] (2)





DTR


Em indústrias de processamento, o estudo da distribuição dos tempos de residência (DTR) é útil para determinar o melhor grau de mistura de um fluido.
O estudo da distribuição dos tempos de residência permite determinar o tempo que as moléculas permanecem no interior dotanque agitado e avaliar o desempenho deste em termos da pretendida distribuição regular do fluido.
Como estamos tratando de um sistema real, podem ocorrer desvios ao escoamento e a DTR permite identificar essas anomalias no interior do tanque.
Podemos ter ocorrência de zonas de caminho preferencial, onde algumas partículas atravessam mais rapidamente o reator do que outras que ficamretidas por mais tempo dentro do tanque (fenômeno conhecido como curto-circuito).
Além disso, podem ocorrer pontos de estagnação de fluido, regiões conhecidas como zonas mortas, ocasionando resultados que se afastam da idealidade.
A figura 1 mostra exemplos de caminhos preferenciais e zonas mortas.
[pic]
Figura 1: exemplos de anomalias que podem ocorrer dentro dos CSTRUm fator importante que influencia o afastamento do reator da idealidade é a agitação a que ele é submetido.
Quando o reator é perfeitamente agitado, todas as moléculas que nele se encontram tem a mesma probabilidade de sair, não dependendo onde estão nem quanto tempo lá estão. A má agitação pode causar os problemas citados acima.
Confirmamos então que as moléculastêm tempos de passagem diferentes do esperado. O conhecimento da distribuição de tempos de residência é uma informação que permite interpretar e prever o comportamento de sistemas contínuos reais.
Nesse experimento, a distribuição do tempo de residência é determinada experimentalmente através da injeção de traçador que não deve interferir no processo ( ou seja, não deve alterar cor,...
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