Enunciados, 10 MB - IqTMA-UVa - Universidad de Valladolid

1998-Jun-No:7 [Solución] [Tema 6] [Índice]
El esquema que se muestra en la figura corresponde a un recinto
cerrado rectangular, en cuyo interior se encuentra aislada una mezcla
gaseosa de los productos A y B. Las caras laterales se encuentran
aisladas térmicamente mientras que las caras de los extremos se han
pintado internamente con un catalizador sobre el que tiene lugar la
reacción de equilibrio A 2B, ∆H > 0.
T 1
y
x
A+B
T 2
La temperatura de estas caras (T 1 y T 2 ) se fija externamente
mediante un sistema de control, de forma que T 1 >T 2 , alcanzándose el
correspondiente equilibrio sobre cada una de ellas.
Dibujar sobre el diagrama de composición los perfiles de
concentración de A y B, así como la dirección, mediante una flecha, de
las correspondientes densidades de flujo (N A , N B ). (4 Puntos)
Simplificar la ecuación de energía, tachando los términos nulos o
despreciables, y cerrando en un cuadrado los términos a considerar. Admítase régimen estacionario y baja
transferencia de materia. (4 Puntos)
ˆ ⎛∂T ∂T ∂T ∂T ⎞ ⎡ ∂q ∂q
x y ∂q v
z
⎤ ⎛ ∂p
⎞ ⎛∂v
∂
x y ∂vz
⎞
ρ Cv ⎜ + vx + vy + vz
⎟ = − ⎢ + + ⎥ − T ⎜ ⎟ ⎜ + + ⎟
⎝ ∂t ∂x ∂y ∂z ⎠ ⎣ ∂x ∂y ∂z ⎦ ⎝∂T ⎠ρ
⎝ ∂x ∂y ∂z
⎠
COMPOSICION
⎧⎪ ∂v ∂v
x y ∂vz ⎫⎪ ⎪⎧ ⎛∂v ∂v
x y ⎞ ⎛∂vx ∂vz
⎞ ⎛∂vy
∂vz
⎞⎫⎪
− ⎨τxx + τyy + τzz ⎬− ⎨τxy ⎜ + ⎟+ τxz + + τyz
⎜ +
∂x ∂y ∂z ∂y ∂x ⎜
∂z ∂x ⎟
⎟⎬
⎪⎩ ⎪⎭ ⎪⎩
⎝ ⎠ ⎝
⎠ ⎝ ∂z ∂y
⎠⎪⎭
Realizar el mismo proceso con la ecuación de continuidad. (3 Puntos).
∂c
A
∂t
⎛ ∂N
+ ⎜
⎝ ∂x
Ax
∂N
+
∂y
Ay
∂N
+
∂z
Az
⎞
⎟
= R
⎠
A
Fenómenos de Transporte
Depto. Ingeniería Química. Universidad de Valladolid