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 Misturador estático constituído por uma rede de câmaras interligadas por canais Permite controlar a mistura de fluídos ...
 Nanomaterias Emulsões Microcápsulas Produtos farmacêuticos Químicos de alto valor acrescentado Explosivos          ...
 Conjunto de canais e câmaras conectados em série                                  Canais cilíndricos                    ...
 Modelização do NetMix   Conjunto de Reactores Pistão (RP) e Reactores    Perfeitamente Agitados (RPA) em série      q/2...
 Dos balanços materiais para cada reactor obtêm-se as seguintes Funções de Transferência      Para cada RP               ...
 Obtém-se a E(t) do modelo a partir da Função de Tranferência Global    E (t )  L1 G ( s)                            ...
 Definiu-se a variável do tempo adimensional como                                               t                        ...
 Variação do número de reactores em série para τA = τP       8                                                  E(θ) (n=1...
 Variação da relação entre τA e τP mantendo-se fixo o  número de reactores em série (n = 50)       35                    ...
                                        k                                 A                 B Num Reactor BATCH         ...
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 Ao aumentar o número de reactores em série no modelo do NetMix, a variância da curva da distribuição de tempos de residê...
 Para uma reacção de ordem zero, o parâmetro de maior influência na conversão é o volume total do reactor. Para reacções...
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Net Mix Para ReacçõEs De Ordem 0 2009

  1. 1. Departamento de Engenharia Química Engenharia Da Reacção II Distribuição dos Tempos de Residência e Conversão (MM e ST)Grupo I Cátia Mariano; Cristovão Brandão; Jaime Estefanía; Yaidelin Manrique Porto, 5 de Junho de 2009
  2. 2.  Misturador estático constituído por uma rede de câmaras interligadas por canais Permite controlar a mistura de fluídos de uma forma optimizada e reproduzível Possibilidade de maximizar controladamente a selectividade da reacção Inexistência de problemas de scale-up Versatilidade do modo de operação 2
  3. 3.  Nanomaterias Emulsões Microcápsulas Produtos farmacêuticos Químicos de alto valor acrescentado Explosivos 3
  4. 4.  Conjunto de canais e câmaras conectados em série Canais cilíndricos Câmaras cilíndricas ou esféricas 4
  5. 5.  Modelização do NetMix  Conjunto de Reactores Pistão (RP) e Reactores Perfeitamente Agitados (RPA) em série q/2 q q/2 q q 5
  6. 6.  Dos balanços materiais para cada reactor obtêm-se as seguintes Funções de Transferência Para cada RP Para cada RPA Cs , RP Cs , RPA 1 g ( s ) RP   e  P s g ( s ) RPA   Ce, RP Ce,, RPA 1   As Para o Sistema Global   n  1   s   g (s)  ( n 1)   e P C n ( n 1) G ( s)  s  g ( s) RPA RP  1 s   A  Ce 6
  7. 7.  Obtém-se a E(t) do modelo a partir da Função de Tranferência Global E (t )  L1 G ( s)    1   ( t  ( n 1) P )  ( n 1)   1  A  E (t )  (t  (n 1) ) e H (t  (n  1)P ) (n  1)! A n P 7
  8. 8.  Definiu-se a variável do tempo adimensional como t   PASSAGEMTOTAL Por definição E( )  PASSAGEMTOTAL E(t ) onde n vRPA  2(n  1) vRP  PASSAGEMTOTAL v TOTAL   n A  n  1 P Q Q 8
  9. 9.  Variação do número de reactores em série para τA = τP 8 E(θ) (n=1) 7 E(θ) (n=30) 6 E(θ) (n=50) E(θ) (n=70) 5E(θ) 4 3 2 1 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 θ 9
  10. 10.  Variação da relação entre τA e τP mantendo-se fixo o número de reactores em série (n = 50) 35 E(θ) (n=50 , τA = τP) 30 E(θ) (n=50 , τA = 0,10 τP) 25 E(θ) (n=50 , τA = 10 τP) 20E(θ) 15 10 5 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 10 θ
  11. 11.  k A B Num Reactor BATCH  mol   rA  k    dm  s  3 12 Concentração [mol/dm^3] 8 C A (t )  C A0  kt 4 -k 0 C A0  C A 0 25 50 75 100 125 150 X A (t )  C A0 Tempo [s] 11
  12. 12.    1   ( t  ( n 1) P )   CAO / k ( n 1)   1  A  C A, ST   C RF E (t )dt    (C  kt) (t  (n 1) ) e dt (n  1)! A A0 n P 0 ( n 1) P Concentração para Segregação Total Concentração para Segregação Total 10.00 Fixo Volume Total 9.80 9.75 Ca,s [mol/dm^3] 9.88 9.70 Ca,s 9.65 9.75 9.60 9.55 0 5 10 15 9.63 n 0 5 10 15 taop = taoa; 2Vtotal taop = 0,5 taoa; 2Vtotal n taop = 1,5 taoa; 2Vtotal taop = taoa; Vtotal Taop= 0.5 taoa Taop=taoa Taop= 1.5 taoa taop = 0,5 taoa; Vtotal taop = 1,5 taoa; Vtotal 12
  13. 13. dCA   rA  E (t ) CA  CAO dt 1  F (t )    1   ( t  ( n 1) P )  ( n 1)   1  A  (t  (n 1) ) e H (t  (n  1)P ) (n  1)! A    n PdCA  k H (t )  H t  CAO  k   1  C A  CAO dt    ( t  ( n 1) P )  t ( n 1)  1  A  1  ( n 1) P (n  1)! A n (t  (n 1) ) P e dt Resolvendo a EDO através de métodos numéricos, obtém-se  Para n=1 X A,MM  X A,MM t 0  1,5%  Para n=5 X A,MM  X A,MM t 0  3% 13
  14. 14.  Ao aumentar o número de reactores em série no modelo do NetMix, a variância da curva da distribuição de tempos de residência diminui. Mantendo fixo o número de reactores, quanto maior for o tempo de passagem nos canais (RP) em relação ao das câmaras (RPA), a curva de DTR aproxima-se ao impulso de Dirac. 14
  15. 15.  Para uma reacção de ordem zero, o parâmetro de maior influência na conversão é o volume total do reactor. Para reacções de ordem zero a conversão segundo os modelos ST e MM deveria ser igual 15
  16. 16. 16

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