Enunciados, 10 MB - IqTMA-UVa - Universidad de Valladolid
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1997-Sep-No:17 [Solución] [Tema 9] [Índice] Para llevar a cabo una reacción fuertemente endotérmica se ha construido un reactor de tubos concéntricos, representado en la figura, donde la reacción tiene lugar en el tubo interior, mientras en la zona de la carcasa se quema metano con aire para suministrar el calor necesario. Tomando como volumen de control el espacio comprendido entre la carcasa y el tubo indicar cuales de los términos que aparecen en los siguientes balances macroscópicos son NULOS/DESPRECIABLES (0) o A CONSIDERAR (C). Admítase régimen estacionario. (Cada respuesta: +0.2/-0.1) dmATOT , ( m) MATERIA A : =− ∆w A + wA + r dt ATOT , (1) (2) (3) (4) ⎛ 2 u ⎞ dP ( m) CDMz : =−∆⎜ w ⎟− ∆( pS) + F + F + mTOTg dt ⎜ u ⎟ ⎝ ⎠ (1) (2) (3) (4) (5) (6) 3 dE ⎛ ˆ ˆ 1 u ⎞ TOT ˆ ( m) ENERGIA : =−∆( Uw) −∆( pVw) −∆⎜ w ⎟− ∆( Φw) + Q + Q −W dt ⎜2 u ⎟ ⎝ ⎠ (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) z CH 4+AIRE 0 / D / C 1 2 3 4 5 6 7 8 MATERIA CH 4 MATERIA N 2 C.D.M.| Z ENERGÍA Fenómenos de Transporte Depto. Ingeniería Química. Universidad de Valladolid

1997-Sep-No:18 [Solución] [Tema 6] [Índice] Una partícula esférica de carbón arde lentamente en atmósfera de aire pobre en O 2 , de forma que la reacción sobre su superficie es C + ½O 2 → CO. Admitiendo régimen estacionario, simplifique la ecuación de energía tachando los términos a eliminar y cerrando en un cuadro aquellos a considerar. Enumere en el recuadro en blanco las razones consideradas. [+4] ˆ ⎛∂T ∂T v v 1 2 1 1 q θ ∂T φ ∂T ⎞ ⎡ ∂ ∂ ∂ φ ⎤ ρ Cv ⎜ + vr + + ⎟ = − ⎢ ( r q ) 2 r + ( qθ senθ ) + ⎥ ⎝ ∂t ∂r r ∂θ r senθ ∂φ ⎠ ⎣r ∂r r senθ ∂θ r senθ ∂φ ⎦ ⎛ ∂p ⎞ ⎛ 1 ∂ 2 1 ∂ 1 ∂vφ ⎞ − T ⎜ ⎟ ⎜ ( r v ) 2 r + ( vθ senθ ) + ⎟ ⎝∂T ⎠ρ ⎝r ∂r r senθ ∂θ r senθ ∂φ ⎠ ⎧⎪ ∂vr ⎛ 1∂v vr 1 v θ ⎞ ⎛ ∂ φ vr vθ cotθ ⎞⎫⎪ − ⎨τrr + τθθ + + τφφ + + ∂r ⎜ r ∂θ r ⎟ ⎜ ⎟⎬ ⎪⎩ ⎝ ⎠ ⎝r senθ ∂φ r r ⎠⎪⎭ ⎧⎪ ⎛∂v 1 v r 1 v r 1 v θ ∂v vθ ⎞ ⎛∂ φ ∂v φ ⎞ ⎛ ∂ φ 1 ∂vθ cotθ − ⎨τrθ ⎜ + − τrφ τθφ v r r θ r ⎟+ ⎜ + − ⎟+ ⎜ + − ⎪⎩ ⎝ ∂ ∂ ⎠ ⎝ ∂r r senθ ∂φ r ⎠ ⎝r ∂θ r senθ ∂φ r φ ⎞⎫⎪ ⎟⎬ ⎠⎪⎭ Fenómenos de Transporte Depto. Ingeniería Química. Universidad de Valladolid

1997-Sep-No:17 [Solución] [Tema 9] [Índice]<br />

Para llevar a cabo una reacción fuertemente endotérmica se ha construido un reactor <strong>de</strong> tubos concéntricos,<br />

representado en la figura, don<strong>de</strong> la reacción tiene lugar en el tubo interior, mientras en la zona <strong>de</strong> la carcasa se<br />

quema metano con aire para suministrar el calor necesario. Tomando como volumen <strong>de</strong> control el espacio<br />

comprendido entre la carcasa y el tubo indicar cuales <strong>de</strong> los términos que aparecen en los siguientes balances<br />

macroscópicos son NULOS/DESPRECIABLES (0) o A CONSIDERAR (C). Admítase régimen estacionario. (Cada<br />

respuesta: +0.2/-0.1)<br />

dmATOT<br />

, ( m)<br />

MATERIA A :<br />

=− ∆w A + wA<br />

+ r<br />

dt<br />

ATOT ,<br />

(1) (2) (3) (4)<br />

⎛ 2<br />

u ⎞<br />

dP<br />

( m)<br />

CDMz<br />

: =−∆⎜<br />

w ⎟− ∆( pS)<br />

+ F + F + mTOTg<br />

dt ⎜ u ⎟<br />

⎝ ⎠<br />

(1) (2) (3) (4) (5) (6)<br />

3<br />

dE<br />

⎛<br />

ˆ ˆ 1 u ⎞<br />

TOT<br />

ˆ ( m)<br />

ENERGIA : =−∆( Uw) −∆( pVw) −∆⎜<br />

w ⎟− ∆( Φw)<br />

+ Q + Q −W<br />

dt<br />

⎜2<br />

u ⎟<br />

⎝ ⎠<br />

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)<br />

z<br />

CH 4+AIRE<br />

0 / D / C 1 2 3 4 5 6 7 8<br />

MATERIA CH 4<br />

MATERIA N 2<br />

C.D.M.| Z<br />

ENERGÍA<br />

Fenómenos <strong>de</strong> Transporte<br />

Depto. Ingeniería Química. <strong>Universidad</strong> <strong>de</strong> <strong>Valladolid</strong>

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