Que suposições foram feitas na deduçăo da equaçăo de projeto para:
o reator com leito fixo (PBR)?
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
:
onde
é o fluxo molar de
e
é a fração de vazio do leito. Para chegar a essa forma, faz-se as seguintes suposições:
- Regime estacionário:
. - Fluxo pistão no sentido axial: não há mistura ou dispersão ao longo do eixo do reator.
- Ausência de dispersão axial: o transporte é puramente convectivo
. - Concentração e temperatura uniformes em cada seção transversal (graduientes radiais negligenciáveis).
- Isotermicidade: a temperatura
permanece constante em todo o leito. - Propriedades físicas constantes: densidade da fase fluida
, capacidade térmica, viscosidade, etc., não variam com . - Empacotamento homogêneo e fração de vazio
constante ao longo do reator. - Cinética controlada pela reação química (sem limitações de difusão externa ou interna aos grânulos).
Resposta
- Regime estacionário
. - Fluxo pistão axial sem dispersão
. - Sem gradientes radiais de concentração ou temperatura.
- Temperatura constante (isotermicidade).
- Propriedades físicas constantes (densidade, viscosidade, etc.).
- Empacotamento homogêneo e fração de vazio
constante. - Cinética puramente química (difusão interna/externa desprezível).