Reactores - Ejercicio de Practica
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Este documento presenta un modelo matemático para un reactor isotérmico de segundo orden que involucra la reacción química CNBr + CH3NH2 → CH3 Br + NCNH2. Se establecen ecuaciones diferenciales ordinarias de primer orden para cada especie química en función de la cinética de reacción de segundo orden y el flujo volumétrico en el reactor. Las ecuaciones se resuelven numéricamente para analizar la dinámica del sistema.
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- 2. 𝑪𝒃 𝒐 = 0.025 𝑚𝑜𝑙/𝑑𝑚3 𝒗 𝒐 = 0.05 𝑑𝑚3 /𝑠 𝑪𝒂 𝒐 = 0.05 𝑚𝑜𝑙/𝑑𝑚3 𝑽 𝒐𝒓 = 5𝑑𝑚3 CNBr + 𝐶𝐻3N𝐻2 𝐶𝐻3 𝐵r + NC𝑁𝐻2 A + B C + D 𝑘 = 2.2 𝑑𝑚3 𝑠. 𝑚𝑜𝑙 𝑟 = −𝐾𝐶𝑎𝐶𝑏
- 3. Balance para A 𝑟𝐴 𝑉 = 𝑑𝑁𝐴 𝑑𝑡 𝑟𝐴 𝑉 = 𝑑(𝑉𝐶𝐴) 𝑑𝑡 = 𝑉 𝑑𝐶𝐴 𝑑𝑡 + 𝐶𝐴 𝑑𝑉 𝑑𝑡 𝑑𝑉 𝑑𝑡 = 𝑣 𝑜 𝑟𝐴 𝑉 = 𝑉 𝑑𝐶𝐴 𝑑𝑡 + 𝐶𝐴 𝑣 𝑜 𝑑𝐶𝐴 𝑑𝑡 = −𝑘𝐶𝐴 𝐶 𝐵 − 𝐶𝐴 𝑣 𝑜 𝑉 Balance para B 𝐹𝐵𝑜 + 𝑏 𝑎 𝑟𝐴 𝑉 = 𝑑𝑁 𝐵 𝑑𝑡 𝑣0 𝐶 𝐵0 + 𝑏 𝑎 𝑟𝐴 𝑉 = 𝑉𝑑𝐶 𝐵 𝑑𝑡 + 𝐶 𝐵 𝑑𝑉 𝑑𝑡 𝑑𝐶 𝐵 𝑑𝑡 = (𝐶 𝐵𝑜−𝐶 𝐵) 𝑣 𝑜 𝑉 + 𝑏 𝑎 𝑟𝐴
- 4. Balance para C 𝑐 𝑎 𝑟𝐴 𝑉 = 𝑑𝑁𝑐 𝑑𝑡 𝑐 𝑎 𝑟𝐴 𝑉 = 𝑉𝑑𝐶𝑐 𝑑𝑡 + 𝐶𝑐 𝑑𝑉 𝑑𝑡 𝑐 𝑎 𝑟𝐴 𝑉 − 𝐶𝑐 𝑣 𝑜 = 𝑉𝑑𝐶𝑐 𝑑𝑡 𝑑𝐶𝑐 𝑑𝑡 = 𝑐 𝑎 𝑟𝐴 − 𝐶𝑐 𝑣 𝑜 𝑉 Balance para D 𝑑 𝑎 𝑟𝐴 𝑉 = 𝑑𝑁𝑑 𝑑𝑡 𝑑 𝑎 𝑟𝐴 𝑉 = 𝑉𝑑𝐶 𝑑 𝑑𝑡 + 𝐶 𝑑 𝑑𝑉 𝑑𝑡 𝑑 𝑎 𝑟𝐴 𝑉 − 𝐶 𝑑 𝑣 𝑜 = 𝑉𝑑𝐶 𝑑 𝑑𝑡 𝑑𝐶 𝑑 𝑑𝑡 = 𝑑 𝑎 𝑟𝐴 − 𝐶 𝑑 𝑣 𝑜 𝑉
- 5. Ecuaciones Diferenciales Ordinarias de 1 Orden 𝑑𝐶𝑐 𝑑𝑡 = 𝑘𝐶𝐴 𝐶 𝐵 − 𝐶𝑐 𝑣 𝑜 𝑉 𝑑𝐶𝐴 𝑑𝑡 = −𝑘𝐶𝐴 𝐶 𝐵 − 𝐶𝐴 𝑣 𝑜 𝑉 𝑑𝐶 𝐵 𝑑𝑡 = (𝐶 𝐵𝑜−𝐶 𝐵) 𝑣 𝑜 𝑉 − 𝑘𝐶𝐴 𝐶 𝐵 𝑑𝐶 𝑑 𝑑𝑡 = 𝑘𝐶𝐴 𝐶 𝐵 − 𝐶 𝑑 𝑣 𝑜 𝑉 (1) (2) (3) (4)
- 11. Grafica 1