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

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2006-Jun-No:2c [Solución] [Tema 6] [Índice] La reacción 2A → 3B tiene lugar en un rector de lecho fluidizado de partículas esféricas de catalizador. La reacción es ligeramente exotérmica. La velocidad de reacción sobre la superficie de las partículas no es instantánea, sino que está caracteriza por la expresión: 3.15 10 T 2 rA =− e P A , donde r A es la velocidad de reacción de A en kmol/m 2 .s, y P A la presión parcial de A junto a la superficie. (c) Admitiendo régimen laminar, simplifique la ecuación de continuidad que se muestran a continuación aplicada al fluido en el entorno próximo de la partícula, indicando en el recuadro una relación numerada de las razones por las que se anulan los términos, y anotando bajo cada término tachado el número correspondiente. Encuadre finalmente los términos que no se anulan (4 Puntos). ∂cA ⎛ ∂cA 1∂cA 1 ∂cA ⎞ + ⎜vr + vθ + vφ ⎟ = ∂t ⎝ ∂r r ∂θ r senθ ∂φ ⎠ 4 −3124 ⎛ 1 1 1 = DAB r + senθ + ⎜ ⎝r ∂r ⎝ ∂r ⎠ r senθ ∂θ ⎝ ∂θ ⎠ r sen θ ∂φ 2 ∂ ⎛ 2 ∂cA ⎞ ∂ ⎛ ∂cA ⎞ ∂ cA 2 ⎜ ⎟ 2 ⎜ ⎟ 2 2 2 ⎞ + R ⎟ ⎠ A Nota: El problema comienza en P_2006_Jun_02a y continúa en P_2006_Jun_02d (correspondiente al Tema 6). Fenómenos de Transporte Depto. Ingeniería Química. Universidad de Valladolid

2006-Jun-No:2d [Solución] [Tema 6] [Índice] La reacción 2A → 3B tiene lugar en un rector de lecho fluidizado de partículas esféricas de catalizador. La reacción es ligeramente exotérmica. La velocidad de reacción sobre la superficie de las partículas no es instantánea, sino que está caracteriza por la expresión: 3.15 10 T 2 rA =− e P A , donde r A es la velocidad de reacción de A en kmol/m 2 .s, y P A la presión parcial de A junto a la superficie. 4 −3124 (d) Indique como integraría la ecuación anterior para obtener el perfil de concentración de A, bajo la simplificación de que la temperatura es aproximadamente constante e igual a la de la fase global, T g (4 Puntos) ∂cA ⎛ ∂cA 1∂cA 1 ∂cA ⎞ + ⎜vr + vθ + vφ ⎟ = ∂t ⎝ ∂r r ∂θ r senθ ∂φ ⎠ ⎛ 1 1 1 = DAB r + senθ + ⎜ ⎝r ∂r ⎝ ∂r ⎠ r senθ ∂θ ⎝ ∂θ ⎠ r sen θ ∂φ 2 ∂ ⎛ 2 ∂cA ⎞ ∂ ⎛ ∂cA ⎞ ∂ cA 2 ⎜ ⎟ 2 ⎜ ⎟ 2 2 2 ⎞ + R ⎟ ⎠ A Nota: El problema comienza en P_2006_Jun_02a y continúa en P_2006_Jun_02e (correspondiente al Tema 6). Fenómenos de Transporte Depto. Ingeniería Química. Universidad de Valladolid

2006-Jun-No:2c [Solución] [Tema 6] [Índice]<br />

La reacción 2A → 3B<br />

tiene lugar en un rector <strong>de</strong> lecho fluidizado <strong>de</strong> partículas esféricas <strong>de</strong> catalizador. La<br />

reacción es ligeramente exotérmica. La velocidad <strong>de</strong> reacción sobre la superficie <strong>de</strong> las partículas no es<br />

instantánea, sino que está caracteriza por la expresión: 3.15 <strong>10</strong> T 2<br />

rA<br />

=− e P A , don<strong>de</strong> r A es la velocidad <strong>de</strong><br />

reacción <strong>de</strong> A en kmol/m 2 .s, y P A la presión parcial <strong>de</strong> A junto a la superficie.<br />

(c) Admitiendo régimen laminar, simplifique la ecuación <strong>de</strong> continuidad que se muestran a continuación aplicada al<br />

fluido en el entorno próximo <strong>de</strong> la partícula, indicando en el recuadro una relación numerada <strong>de</strong> las razones por las<br />

que se anulan los términos, y anotando bajo cada término tachado el número correspondiente. Encuadre<br />

finalmente los términos que no se anulan (4 Puntos).<br />

∂cA ⎛ ∂cA 1∂cA 1 ∂cA<br />

⎞<br />

+ ⎜vr<br />

+ vθ<br />

+ vφ<br />

⎟ =<br />

∂t ⎝ ∂r r ∂θ r senθ ∂φ ⎠<br />

4<br />

−3124<br />

⎛ 1 1 1<br />

= DAB<br />

r + senθ +<br />

⎜<br />

⎝r ∂r<br />

⎝ ∂r<br />

⎠ r senθ<br />

∂θ ⎝ ∂θ ⎠ r sen θ ∂φ<br />

2<br />

∂ ⎛ 2 ∂cA ⎞ ∂ ⎛ ∂cA ⎞<br />

∂ cA<br />

2 ⎜ ⎟ 2 ⎜ ⎟ 2 2 2<br />

⎞<br />

+ R<br />

⎟<br />

⎠<br />

A<br />

Nota: El problema comienza en P_2006_Jun_02a y continúa en P_2006_Jun_02d (correspondiente al Tema 6).<br />

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

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

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