Cascata de 3 de CSTR’s com resfriamento em contra-corrente

Mestrado em Engenharia Química

SPQ

Trabalho 1

Cascata de 3 de CSTR’s com resfriamento em contra-corrente

24180-Eliana Cidres (data de aniversário: 16)
24205-Vera Preto (data de aniversário: 30)

Bragança, 31 de Março de 2014

Dados:
Cinética:
com
ΔH=-1.465*105 kJ/kmol

Reator: V1=V2=V3=0.8 m3; ρ=1000 kg/m3; Cp=0.565 kJ/kg K
C0=0.6 kmol/m3; T0 =298 K

Camisa: Vc1=Vc2=Vc3=0.1 m3; Fc=2.0*10-3 m3/s ρ=1000 kg/m3; Cp=4.187 kJ/kg K
Tc0=T0
Ai=0.090 m2; U=0.167 kJ/m2 K s

Condições iniciais: C1=C2=C3=0
T1=T2=T3=T0; TC1=TC2=TC3=TC0=T0

a) F=0,00625 m3/s
F=0,00392 m3/s

Balanço material: Acumulação = entra – sai + reação química
Balanço de energia ao reator: Acumulação = entra – sai + reação + transferência com o exterior
Balanço à camisa: Acumulação = entra – sai + transferência com o exterior

RPA 1:  

RPA 2:

RPA 3:

Conversão:

b)
METHOD RK4

STARTTIME = 0
STOPTIME=10000
DT = 0.02

{Parameters} k0=2000 E=4.23*10^4
R=8.314
DH=-1.465*10^5
V1=0.8
V2=0.8
V3=0.8
F=0.00625 e 0.00392
RO=1000
Cp=0.565
C0=0.6
T0=298
Vc1=0.1
Vc2=0.1
Vc3=0.1
Fc=2.0*10^(-3)
ROc=1000
Cpc=4.187
Tc0=T0
A=0.090
U=0.167

r1=-k1*C1 k1=k0*exp(-E/(R*T1)) r2=-k2*C2 k2=k0*exp(-E/(R*T2)) r3=-k3*C3 k3=k0*exp(-E/(R*T3)) {Initial Conditions}
INIT(C1)=0
INIT(C2)=0
INIT(C3)=0
INIT(T1)=T0
INIT(T2)=T0
INIT(T3)=T0
INIT(Tc1)=Tc0
INIT(Tc2)=Tc0
INIT(Tc3)=Tc0

{Model Equations} d/dt(C1)=(F/V1)*(C0-C1)+r1 d/dt(T1)=(F/V1)*(T0-T1)+((r1*DH)/(RO*Cp))+((U*A)/(RO*V1*Cp))*(TC3-T1) d/dt(TC3)=(Fc/Vc1)*(Tc2-Tc3)+((U*A)/(ROc*Vc1*Cpc))*(T1-Tc3) d/dt(C2)=(F/V2)*(C1-C2)+r2 d/dt(T2)=(F/V2)*(T1-T2)+((r2*DH)/(RO*Cp))+((U*A)/(RO*V2*Cp))*(Tc2-T2) d/dt(Tc2)=(Fc/Vc2)*(Tc1-Tc2)+((U*A)/(ROc*Vc2*Cpc))*(T2-Tc2)

d/dt(C3)=(F/V3)*(C2-C3)+r3
d/dt(T3)=(F/V3)*(T2-T3)+((r3*DH)/(RO*Cp))+((U*A)/(RO*V3*Cp))*(Tc1-T3)