engenharia química

PRÁTICA: Estudo de tempo de residência de um reator tubular

1) INTRODUÇÃO
Na teoria de reatores estudam-se modelos ideias de reatores (como o BTR, CSTR, PFR) que não representam o real comportamento no interior dos reatores. Ito ocorre, pois há alguns problemas nos reatores, como:

Existência de zonas de estagnação do fluido ou zonas mortas;
Curto-circuito extremo ou subpassagem do fluido;
Existência da canalização, especialmente em operações contracorrente;
Segregação resultante das condições de mistura.
Define-se como tempo de residência o tempo que uma partícula fica no interior do reator. Logo, é necessário à análise de cada tipo de reator, para assim encontrar a distribuição do tempo de residência (DTR) e seu tempo médio de residência.
O DTR de um reator é característica da mistura que ocorre no equipamento, que por sua vez é função da geometria e das condições de escoamento.
2) DESCRIÇÃO DO EQUIPAMENTO

Utilizou-se um reator constituído por um tubo de vidro de 41 mm de diâmetro interno e 1,53 m de comprimento. A amostragem principal é realizada na ponta do reator.

O esquema utilizado no experimento pode ser visualizado na Figura 1 abaixo:

Figura 1 – Esquema do experimento

Para as medições das concentrações do experimento foi utilizado um espectrofotômetro da marca FEMTO, conforme Figura 2 abaixo:

Figura 2 – Espectrofotômetro

3) HIPÓTESES ASSUMIDAS

Escoamento laminar ao longo do reator (comprovado por cálculos);
Condição de temperatura e pressão constantes durante o experimento;
O traçador é adicionado ao sistema, em sua totalidade, em um único instante;
As perdas de carga ao longo do reator são desprezíveis para efeito de cálculo e não interferem no resultado final;

4) DESENVOLVIMENTO MATEMÁTICO
Neste capítulo vamos considerar que o marcador entra no sistema uma só vez e sai também de uma só vez, ou seja, não há turbilhões ou difusão junto da entrada e da saída que levem o marcador a entrar/sair e voltar a