O REATOR DE MISTURA CONTÍNUO NÃO IDEAL

Universidade Federal de São Carlos

Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia

Departamento de Engenharia Química

EXPERIMENTO 4

REATOR DE MISTURA CONTÍNUO NÃO IDEAL

Relatório de experimento apresentado para a disciplina de Laboratório de Engenharia das Reações Químicas.

Professora Adriana Paula Ferreira

Ana Beatriz A. Nogueira – 498475

 Bruna Defrein – 630985

João Pedro Moraes – 561231

Nairana Vieira – 614432

Paulo Pereira – 631590

Vitória Prado – 598186

São Carlos, outubro de 2018

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1. Introdução

Imagens dos gráficos/esquemas que tem nos slides pra explicar...

1. Objetivos
2. Materiais e Métodos

Precisa colocar a foto da configuração do reator!

1. Resultados

A concentração em gramas por litro do traçador azul de metileno foi determinada a partir das medidas experimentais de absorbância e da curva de calibração:

                                                                                           (1)[pic 1]

A fim de comparação, os cálculos foram feitos também para um reator ideal. Assim, a concentração, em função do tempo, para um reator de mistura ideal é dada pela equação 2, que foi obtida a partir do balanço de massa para o traçador.

                                                                                    (2)[pic 2]

Onde .[pic 3]

A figura 1 apresenta o gráfico das concentrações experimentais e ideais em função do tempo.  ERRO NAS CONCENTRAÇÕES DO REATOR IDEAL?

Figura 1 - Concentração ideal e experimental de traçador em função do tempo

[pic 4]

Com os dados de concentração pode-se determinar a função E(t) de distribuição de tempo de residência (DTR) usando a equação 3. Através dessa função é possível determinar e analisar a hidrodinâmica do reator, já que representa os diferentes tempos de residência de diferentes átomos no reator.

                                                                              (3)[pic 5]

Onde v é a vazão de saída do reator e N0 a quantidade de traçador injetada.

Substituindo a equação 2 na 3, obtém-se a função de DTR para um reator de mistura ideal, dada pela equação 4.

                                                                                              (4)[pic 6]

Onde .[pic 7]

A figura 2 mostra o gráfico obtido ao se plotar os dados de DTR para o reator real experimental e para o reator ideal em função do tempo.

Figura 2 - DTR para o reator real experimental e para o reator ideal

[pic 8] 

Pode-se ainda determinar a função F(t) como uma alternativa para interpretar a DTR de forma cumulativa. Essa função representa a fração de material saindo do reator que permaneceu no reator num determinado espaço de tempo e atinge até o valor de máximo de 1, que é quando todo o material inserido saiu do reator. A função F(t) é dada pela equação 5.

                                                                                               (5)[pic 9]

O gráfico que mostra o comportamento dessa função F(t) é exibido na figura 3.

Figura 3- Comportamento da função F(t)[pic 10]

A partir da função de DTR pode-se determinar o tempo médio de residência (tm) com a equação 6. Esse parâmetro representa o tempo de permanência dos átomos dentro do reator.

                                                                               (6)[pic 11]

Ainda, de acordo com Fogler, o tempo médio de residência do reator real equivale ao tempo de residência para o reator ideal, .[pic 12]

A figura 4 apresenta o comportamento da função de DTR multiplicada pelo tempo. A integração dessa curva, ou a área sob a curva, dá o valor de tm. O tempo de residência médio tm obtido foi de 6,7 minutos ou 400,8 segundos.

Figura 4 – tE(t) em função do tempo

[pic 13]

Além disso, foi calculada a variância σ², que representa a dispersão da distribuição, usando a equação 7.

                                                                                      (7)[pic 14]

O valor de variância obtido foi de 39,5 min2 ou 142214 s2.