Reactores

CSTR

F = [ mol / tiempo ] ; Q = gasto, flujo = [ vol / tiempo] ; C = [ mol / vol ] ;

F = Q C

Balance de Masa:

Entradas - Salidas + Generación = Acumulación

F0 - Fs + V rA = 0

Sustituyendo las F, sin cambios de densidad y con vol constante,

Q C0 - Q Cs + V rA = 0

Q ( C0 - Cs ) = - V rA Θ = Tiempo de residencia = V/Q

( C0 - Cs ) = - V/Q rA = - Θ rA Pero, rA = - k Cs2

C0 - Cs = Θ k Cs2

Θ k Cs2 + Cs - C0 = 0

Con los parámetros cinéticos específicos de esta reacción, y con el valor de T (K) experimental, se calcula la cte. específica de rap. de reacción,

k = A exp [ - EA/RT ] =

Se obtienen las raíces de la ec. de segundo grado: Cs =

Conversión X =

EFECTUANDO LOS CÁLCULOS EN FUNCION DE LA CONVERSIÓN

Balance de Masa:

Entradas - Salidas + Generación = Acumulación

F0 - Fs + V rA = 0

Sin cambios de densidad y con vol constante,

Q C0 - Q Cs + V rA = 0

Q ( C0 - Cs ) = - V rA Θ = Tiempo de residencia = V/Q

multiplicando por Co/Co

Q ( C0 - Cs ) Co/Co = - V rA pero, X = ( C0 - Cs ) / C0

C0 X = - V rA / Q

C0 X = - Θ rA -- - - - ( i )

Como Cs = C0 (1 - X)

rA = - k Cs2 = - k (C0 (1 – X ) )2

rA = - k C02 (1 – 2X + X2)

regresando a la ec (i),

C0 X = Θ k C02 (1 – 2X + X2) Los signos negativos se van.

(Co X)/(Θ k Co^2 ) = 1 – 2X + X2 invirtiendo la ec., e igualando a cero por despeje,

X2 – 2X + 1 - ( X)/(Θ k Co ) = 0

X2 – ( 2 + ( 1)/(Θ k Co ) ) X + 1 = 0

X =

Cs = C0 (1 - X) =

Cs =

...