7/25/2019 Flujo No Ideal

1/5

FLUJO NO IDEAL

DISTRIBUCIN DE TIEMPOS DE RESIDENCIA EN UN REACTOR

FLUJO PISTN

OBJETIVO

Determinar la curva de Distribucin de Tiempos de Residencia (DTR) en un

reactor flujo pistn

!alcular el mdulo de dispersin

"redecir# utili$ando distintos modelos# la conversin para una reaccin de

primer orden

Introduccin%n reactor no es m&s 'ue una operacin b&sica en la 'ue tiene luar un cambio'umico# es decir rotura * formacin de enlaces covalentes !omo consecuenciade ello# en un reactor se produce una transformacin de uno o varios reactivos enuno o varios productos +i el reactor funciona en discontinuo ,es decir un periodode cara# otro de reaccin * un -ltimo perodo de descara, la concentracin delas diversas especies ir& variando con el tiempo +i adem&s e.isten radientes deconcentracin en el seno del reactor el an&lisis del funcionamiento del reactor seconvierte en una empresa# sino imposible# s al menos bastante compleja

/dem&s# si la reaccin tiene luar en un medio 0etero1neo# la presencia de m&sde una fase * la necesidad de considerar el contacto interfacial# etapas dedifusin# etc todava complican mas el c&lculo cin1tico

7/25/2019 Flujo No Ideal

2/5

2/R!O TEORI!O

El reactor de flujo pistn trabaja en estado estacionario Esto sinifica 'ue las

propiedades no varan con el tiempo +e dice 'ue un fluido circula por un tubo en

flujo pistn cuando no e.isten radientes radiales * cuando no 0a* nin-n tipo de

me$cla (no e.iste difusin) a.ial

+i no e.iste radiante radial los perfiles de propiedad son planos

+i no e.iste difusin a.ial cada elemento de fluido mantiene su individualidad

en todo el reactor sin me$clarse con los elementos anteriores o posteriores El el

caso del movimiento de un 1mbolo en un pistn

El flujo en pistn es una ideali$acin de un determinado flujo# es un modelo

matem&tico 3os podemos apro.imar a esta 0iptesis si utili$amos una me$cla de

reaccin poco viscosa (as eliminamos radientes radiales) /dem&s si el fluidocircula a ran velocidad podemos despreciar el t1rmino de difusin a.ial frente al

flujo lobal

En un reactor de flujo pistn las propiedades no varan con el tiempo pero s

con la posicin en el reactor

En reactores continuos de flujo pistn# por su propia naturale$a# es relativamente

infrecuente la e.istencia de cortocircuitos o vol-menes muertos# de forma 'ue el

tiempo de residencia no suele ser menor 'ue el terico 2as probable resulta 'ue

el tiempo de residencia sea considerablemente ma*or 'ue el terico Esto solopuede sinificar 'ue la corriente de los reactivos no avan$a como un 1mbolo a lo

laro del tubo# sino 'ue 0a* me$cla en la direccin de despla$amiento Esto suele

estar asociado a la turbulencia * a la e.istencia de perfiles de velocidad acusados

en la direccin de flujo 4a solucin a este comportamiento suele venir dada por

una modificacin de la velocidad de flujo (modificando# o bien el caudal de la

corriente de alimentacin# o bien la seccin del reactor)

7/25/2019 Flujo No Ideal

3/5

2ateriales

"rototipo de Re*nolds

Tra$ador

jerina

2etodoloa

+e anali$ar& el r1imen de funcionamiento de un reactor tubular El volumen del

reactor es de 56 cm7 a) "oner en marc0a la bomba perist&ltica El displa* de la

bomba indica la velocidad de rotacin en revoluciones por minuto (rpm) del

1mbolo de la bomba !omprobar 'ue la velocidad de rotacin est& en 896 rpm *

apretar el botn start De forma inmediata se debe observar un flujo constante de

entrada * salida del reactor !olocar un recipiente adecuado (botella) para recoer

el aua 'ue sale del reactor b) 2edir el caudal 'ue da la bomba en estas

condiciones "ara ello tomar un vaso de precipitados de 9:6 ml seco *

previamente tarado * recoer el caudal de salida durante 7 minutos "esar el vaso

con la disolucin acuosa * determinar el caudal; caudal (ml peso vaso seco) < 7 c) +e toman 9 ml de la disolucin *a preparada de

ndio carmn con la jerina * se in*ectan con suavidad en la T a trav1s del

septum Justo al mismo tiempo poner el cronmetro en marc0a d) Recoer todo el

li'uido de salida a intervalos de 76 seundos# durante 86 minutos Esto implica la

obtencin de 96 muestras para anali$ar +e utili$ar&n los viales de vidrionumerados suministrados /l mismo tiempo ir observando el comportamiento del

tra$ador a lo laro del reactor /notarlo en el apartado destinado a observaciones

en los resultados e) Transcurridos 86 minutos detener la bomba perist&ltica

(presionando de nuevo el botn start) * retirar la jerina del septum f) /nali$ar la

absorbancia de las disoluciones de ndio carmn de las 96 muestras 4as cubetas

disponen de dos caras lisa * otras dos estriadas# las caras lisas son por las 'ue

debe pasar el 0a$ de lu$ incidente * se debe mantener siempre limpias cuidando

de no plantar los dedos *a 'ue la rasa de la 0uella dactilar tambi1n absorbe lu$

%tili$ar la pipeta pasteur suministrada "ara manipular la cubeta se 0ace a trav1s

de las caras estriadas /visar al profesor para 'ue os indi'ue como utili$ar elespectrmetro Dado 'ue el ndio carmn presenta una relacin lineal en la

absorbancia con la concentracin 0asta valores de absorbancia pr.imos a 9

(v1ase la pr&ctica ?)# no es necesario diluir las muestras +e dispone de menos

cubetas 'ue muestras a anali$ar# de modo 'ue deben reutili$arse# para lo cual

deber&n lavarse con aua abundante la pipeta pasteur * las cubetas# limpiando a

7/25/2019 Flujo No Ideal

4/5

continuacin de otas e.ternas las caras lisas Rellenar con los datos de

absorbancia la tabla I

Resultados

!onclusiones

4as curvas obtenidas e.perimentalmente tienen distinto comportamiento %no de

los motivos puede ser de 'u1 deberamos 0aber tomado m&s datos !omo la

7/25/2019 Flujo No Ideal

5/5

disparidad sure a tiempos altos# sabemos 'ue el error est& en la medida de la

se@al de salida del tra$ador