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Trabalho de FT - Mestrado 2016.1

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Trabalho simulando um reator no isotermico.
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  FENÔMENOS DE TRANSPORTE – MESTRADO 2016.1UFC – ENGENHARIA QUÍMICADESENVOLVIMENTO TEÓRICO DAS EQUAÇÕES QUE ESTO SIMULADAS NOARQUIVO DE E!CEL DO ESTUDO DE CASO REPASSADO EM 2 #0 #2016.   # Alunos   Kimberle Paiva dos Santos Francisco Edvar Linhares JuniorRafael Augusto Morales OspinoAilton Freitas alieiro Ferreiraruna Santana das !hagas  T$%&'$( R$)*+, -+*/+ $,3$4*)%$*+ )54*)+ $7+8*+ +, ),$$' $ )9+ $ +$ +-+,,$ %),$)9:+ 5)'+') ;A<=>. N+ 4*$,4+, + ,$)*+, $?4'*$% $'3$,)' $ -$,@%4-) $ B)%+,*$-$%B +-)8+, 5$,)+ $8) ,$)9:+ $?+*,%4-) ;H R? >.C+'4$,)9$' 3+,$-4)'( N:+  %)9) $ 3)'$ N:+  5,)4$*$' ,)4)4' $ )?4)4' $-+-$*,)9:+ $ *$%$,)*,) P),$$ $ )9+ $ $'$'',)  E'3$,)' -$,@%4-)' $ -))-4)$-)8+,/34-) C C  D$',$J), H $ %4'*,).P$$&'$( F)J$, +' =.E. + '4'*$%) 48'*,)+ )''%4+ $ $344+ *+)' )' -+'4$,)9$'$-$'',4)' ),) $%+'*,), -+%+ 7),4) T 5  + '4'*$%).SOLUÇO(  Considerações:1. Não há variação de P no sistema (reação 1A→1B) (V=cte)!. Não há entrada de B (C Bo  = #)$. Não há tra%a&ho de ei'o nem tra%a&&ho de &'o (=#) Ẇ *. Não há variação de ener+ia cin,tica nem -otencia& (/ 0   =# e / P  =#). 2eação e'ot,rmica (3 2'  4 #)5. 2eação A→B , e&ementar (r  A  = 67.C A r  B  = 7.C A )8. C- A    C- B  de ta& modo 9e -e&a conservação de massa (dBdt = 6 dAdt) tem6se 9e C A . C- A  ;C B.  C- B constante.<.  + 4  > BA?AN@ / ADDA:  dM  i dt   = ´  M  i entra − ´  M  i sai + ´  M  i gerado − ´  M  i consumido Para o com-onente A: C   A o .F  − C   A .F  − r  A .V  = 0  F. ( C   A o − C   A ) − r  A .V  =  F . ( C   A o .X  ) − r  A .V  = 0 Para o com-onente B: 0.  F  − C  B .F  + r  A .V  = 0 − C  B .F  + r  A .V  = C  B .F  + r  A .V  = 0 BA?AN@ / /N/2EFA: dEdt   | S = ∑ i = 0 k  ´  M   K  . ( h + e  K  + e  P ⏟ 0 )  K  +´ Q + ´ W  ⏟ 0 Para o +ás interno ao reator (rea+ente e -rodto): d (  M.C   A .C   P  A .T  g ⏞ entaliade A +  M .C  B .C   P B .T  g ⏞ entaliade B ) dt   = C   A 0 .F.C     A .T  0 ⏞  ! de A entrando − C  B .F .C   P B .T  g ⏞  ! de Bsaindo − C   A .F.C   P  A .T  g ⏞  ! de Asaindo + !   # .r  A .V  ⏞ geradoelarea$%o − h c .A c . ( T  g erdido orcon&e [ C   A 0 . ( 1 −  X  ) .F .C     A + C  B .F .C   P B + h c . A c + h i .A ' ] .T  g = C   A 0 .F.C     A .T  0 + !   # .r  A .V   + h c .A c .T  c + h i .A ' .T  ' −  Md [ C   A 0 . ( 1 −  X  ) .F.C     A + C  B .F .C   P B + h c .A c + h i .A ' ] .T  g −  M. ( C   A .C   P  A + C  B .C   P B )  dT  g dt  ¿ C   A 0 .F .C     A .T  0 + !   # .r  A .V   + h c . A c .T  c + h i .A ' .T  ' %serva6se 9e  +  e sa variação com o tem-o d + dt de-endem de vários -arGmetros tanto doreator ( V A H ) das eseras de cerGmica (A c ) da reação (3 2' I e 7 im%tido em r  A ) como dos&'os de entrada e saJda (K C Ao C A C B  e  o ) e dos sistema de a+itação (h c  e h i ). /&es de-endem tam%,m de tem-eratras 9e são variáveis  c  e  H . ais variáveis de-endem de otros -arGmetros e  variáveis. /ssa de-endLncia será mostrada nas re&ações encontradas -or otros %a&anços de ener+ia (ase+ir). Para o as eseras de cerGmica (re&ação -ara  Ce   ): d ( m.C   P c .T  C  ⏞  ! dases(eras ) dt   = h c . A c . ( T  g − T  c ) ⏞ ganho orcon&ec$%o m.C   P c dT  C  dt   = h c . A c . ( T  g − T  c ) )dT  C  dt   =  h c . A c m.C   P c . ( T  g − T  c ) h c .A c m.C   P c .T  C  + dT  C  dt   = h c .A c m.C   P c T  g A e9ação acima mostra de  C  e sa variação com o tem-o d C dt de-endem de -arGmetros daseseras de cerGmica (m e A C ) e do sistema de a+itação (h c ). e-endem tam%,m da -rM-riatem-eratra do interior do sistema +asoso  + . Para a -arede (re&ação -ara  H   ):Antes de -rosse+irmos com o %a&anço de ener+ia -ara a -arede vamos ana&isar o +radiente detem-eratra ao &on+o da es-essra  da -arede. Fnde-endente do materia& 9e com-õe a -arede doreator haverá m +radiente de tem-eratra onde  , maior em -ontos mais internos da -arede emenor em -ontos mais e'ternos Oá 9e a reação 9e está acontecendo , e'ot,rmica e  + 4  > (consideração <). No entanto o materia& do 9a& a -arede , com-osto , aço 9e -ossi %ai'aresistLncia a transerLncia de ca&or e a&ta condtividade t,rmica. Para o sistema -ro-osto vamos então desconsiderar esse +radiente de  ao &on+o da -arede e vamos assmir 9e a tem-eratra em9a&9er -onto da -arede ,  H .A variação de  H  , então devido  troca de ca&or -or convecção tanto com o +ás interno aoreator ( + ) como com o &ido e'terno ao reator ( > ): d ( m ' .C   P ' .T  ' ⏞  ! da arede ( a$o ) ) dt   = h i .A ' . ( T  g − T  ' ) ⏞  − ganho orcon&ec$%o h e .A ' . ( T  ' − T  * ) ⏞  erda orcon&ec$%o m ' .C   P ' dT  ' dt   = h i .A ' .T  g − h i . A ' .T  ' − h e . A ' .T  ' + h e .A ' .T  * dT  ' dt   =  h i .A ' m ' .C   P ' .T  g − ( h i .A ' + h e .A ' ) m ' .C   P ' .T  ' +  h e .A ' m ' .C   P ' .T  *
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