Que suposições foram feitas na deduçăo da equaçăo de projeto para:
o reator com leito fixo (PBR)?

Passo 1

O enunciado nos pede para identificar todas as suposições feitas ao deduzir a equação de projeto de um reator de leito fixo (PBR). O conteúdo está em Engenharia de Reatores Químicos, mais precisamente no balanço de massa em regime permanente aplicado a um reator de fluxo pistão empacotado. Para resolver, vamos revisar o procedimento de derivação da equação diferencial e destacar cada hipótese que permite simplificar o balanço de massa.

Passo 2

Na dedução da equação de projeto do PBR costuma-se partir do balanço de espécie em regime permanente, unidimensional e por volume diferencial dV:
\frac{dF_A}{dV} = r_A\,(1-\epsilon)
onde F_A é o fluxo molar de A e \epsilon é a fração de vazio do leito. Para chegar a essa forma, faz-se as seguintes suposições:
  1. Regime estacionário: \partial C/\partial t = 0.
  2. Fluxo pistão no sentido axial: não há mistura ou dispersão ao longo do eixo do reator.
  3. Ausência de dispersão axial: o transporte é puramente convectivo D_{\text{axial}}\approx0.
  4. Concentração e temperatura uniformes em cada seção transversal (graduientes radiais negligenciáveis).
  5. Isotermicidade: a temperatura \,T permanece constante em todo o leito.
  6. Propriedades físicas constantes: densidade da fase fluida \rho, capacidade térmica, viscosidade, etc., não variam com V.
  7. Empacotamento homogêneo e fração de vazio \epsilon constante ao longo do reator.
  8. Cinética controlada pela reação química (sem limitações de difusão externa ou interna aos grânulos).

Resposta

  1. Regime estacionário \partial C/\partial t = 0.
  2. Fluxo pistão axial sem dispersão D_{\text{axial}}\approx0.
  3. Sem gradientes radiais de concentração ou temperatura.
  4. Temperatura constante (isotermicidade).
  5. Propriedades físicas constantes (densidade, viscosidade, etc.).
  6. Empacotamento homogêneo e fração de vazio \epsilon constante.
  7. Cinética puramente química (difusão interna/externa desprezível).

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