1 - Considere a reação em fase líquida
, conduzida isotermicamente, cuja velocidade específica de reação é
. Em um experimento com injeção de traçador foram obtidos os seguintes dados. Quais conversões podem ser esperadas para este sistema, de acordo com os modelos de segregação e de mistura máxima?
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
12
14
0
1
5
8
10
8
6
4
3
2,2
1,5
0,6
0
|
|
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 12 | 14 |
|
|
0 | 1 | 5 | 8 | 10 | 8 | 6 | 4 | 3 | 2,2 | 1,5 | 0,6 | 0 |
Passo 1
O enunciado dá uma reação líquida de primeira ordem
e fornece o experimento de injeção de traçador com os dados de concentração de saída
. Queremos prever a conversão global
sob dois modelos de dispersão:
- Modelo de segregação (cada elemento fluidizado reage como PFR com seu tempo de residência
). - Modelo de mistura máxima (equivalente a um CSTR com tempo médio de residência
).
Para isso precisamos
- Extrair a função-RTD
. - Calcular o tempo médio de residência
. - Aplicar as fórmulas de conversão para cada modelo.
Passo 2
Calcular numericamente
pelas regras do trapézio usando os dados:
Isso fornece
Passo 3
O tempo médio de residência é
No modelo de mistura máxima (CSTR com
) a conversão de primeira ordem é
Passo 4
No modelo de segregação cada elemento com idade
tem conversão
. Assim
Fazendo trapézio em
obtemos
,
logo
logo
Resposta
Modelo de segregação:
Modelo de mistura máxima:
Modelo de mistura máxima: