Para o esquema a seguir, calcule o volume do reator 3 que tem uma conversão de saída de 45 %, considerando que o sistema está operando com uma vazão molar é 0,15 mol / s.
|l|c|c|c|c|c|c|c|c|c| hline$X$ & 0 & 0,1 & 0,2 & 0,3 & 0,4 & 0,5 & 0,6 & 0,7 & 0,8 hline$1-r1(m^2 cdot sm o l)$ & 18 & 19 & 20 & 22 & 25 & 30 & 40 & 55 & 80 hline 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
18 19 20 22 25 30 40 55 80

Passo 1

O exercício pede o volume do terceiro reator (que é um CSTR) cuja conversão de saída é X3=0,45.
Conteúdo: engenharia de reatores – balanço de massa em CSTR e interpolação de dados.
O que vamos usar:
  1. Equação de projeto de CSTR: V = FA0,Xrm out-Xrm in-rAl(Xrm outr)
    2. Os dados da tabela de 1-r1 em função de X.
    3. Interpolação linear para achar 1-r1 em X=0,45.

Passo 2

Primeiro, identificamos as conversões de entrada e saída do reator 3.
  • Conversão de entrada ( Xrm in) é a saída do reator 2: Xrm in=0,30.
  • Conversão de saída ( Xrm out) é dada: Xrm out=0,45.
    O fluxo molar de alimentação é FA0=0,15;mol/s.

Passo 3

Interpolação de 1-r1 em X=0,45. Da tabela:
  • Em X=0,40,;1-r1=25
  • Em X=0,50,;1-r1=30
    Usando interpolação linear:
1-r1l(0,45r) =25 + 0,45-0,400,50-0,40,(30-25) =25 + 0,050,10times5 =25 + 2,5 =27,5

Passo 4

Agora aplicamos a equação de projeto do CSTR:
V3 =FA0,Xrm out-Xrm in-r1(Xrm out) =FA0,(X3 - X2);times;1-r1(X3)
Substituindo valores:
V3 =0,15;rm molrm s;times(0,45-0,30);times27,5 =0,15times0,15times27,5 =0,61875;m^3

Resposta

O volume do reator 3 é aproximadamente
boxedV3 approx 0,62;m^3

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