a. Que volume de reator tubular pode tratar
da alimentação acima para se obter a mesma conversão do reator experimental ?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você está me perguntando qual o volume de um reator tubular necessário para tratar uma alimentação de
e obter a mesma conversão que foi observada no reator experimental. Isso envolve o conteúdo de design de reatores químicos, especificamente focando em reatores tubulares ou de fluxo contínuo (também conhecidos como reatores tipo plug flow). Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos como taxa de reação, conversão e como eles se relacionam com o volume do reator.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é um reator tubular. Um reator tubular, ou plug flow reactor (PFR), é um tipo de reator onde os reagentes fluem em um tubo longo, geralmente com fluxo laminar, e a reação ocorre ao longo desse tubo. A conversão no PFR é determinada pela taxa de reação e pelo tempo que os reagentes permanecem no reator.
Passo 3
Para determinar o volume do reator tubular necessário, usamos a seguinte relação:
Onde:
-
é o volume do reator. -
é a taxa de fluxo volumétrico da alimentação ( ). -
é a constante da taxa de reação. -
é a concentração inicial do reagente A. -
é a conversão desejada.
Passo 4
No entanto, para usar essa fórmula, precisamos conhecer a constante da taxa de reação (
) e a concentração inicial do reagente (
) no reator experimental. Essas informações são essenciais porque determinam quão rápida a reação ocorre e quanta concentração do reagente está disponível para reagir.
Passo 5
Assumindo que temos os valores de
e
do reator experimental, podemos substituir esses valores na equação acima juntamente com o fluxo volumétrico da alimentação e a conversão observada (
) para calcular o volume
necessário do reator tubular.
Passo 6
Vamos resumir os passos:
- Identificar os parâmetros necessários:
, , , e . - Substituir esses valores na equação do volume do reator tubular.
- Calcular
para encontrar o volume requerido.
Resposta
Portanto, o volume do reator tubular necessário para tratar
da alimentação, mantendo a mesma conversão do reator experimental, pode ser calculado utilizando a fórmula:
Basta substituir os valores conhecidos de
,
,
, e
para obter o volume
desejado.