MODELO DE CONVECCION PARA FLUJO LAMINAR. ALCANCE  FLUIDOS VISCOSOS  LIGERA DIFUSION AXIAL  MODELO DE CONVECCION PURA.

Presentación del tema: "MODELO DE CONVECCION PARA FLUJO LAMINAR. ALCANCE  FLUIDOS VISCOSOS  LIGERA DIFUSION AXIAL  MODELO DE CONVECCION PURA."— Transcripción de la presentación:

1 MODELO DE CONVECCION PARA FLUJO LAMINAR

2 ALCANCE  FLUIDOS VISCOSOS  LIGERA DIFUSION AXIAL  MODELO DE CONVECCION PURA

3 MODELO DE CONVECCION PURA  ESTE MODELO SUPONE QUE CADA ELEMENTO DE FLUIDO SE DESLIZA MAS ALLA DE SU VECINO SIN INTERACCIONAR CON EL POR DIFUSION MOLECULAR.  ASI, LA AMPLITUD DE LOS TIEMPOS DE RESIDENCIA SE DEBE UNICAMENTE A LAS VARIACIONES DE VELOCIDAD

4 MODELO DE CONVECCION Y SU RTD  COMO DEDUCIR QUE MODELO A UTILIZAR A PARTIR DE LA TEORIA.  ADAPTANDO EL DIAGRAMA DE ANATHAKRISHNAN EL AL.(15.2), LOCALIZAMOS EL PUNTO AL FLUIDO UTILIZADO TOMANDO EN CUENTA:  NUMERO DE SCHMIDT  NUMERO DE REYNOLDS  GEOMETRIA DEL RECIPIENTE  NUMERO DE BODENSTEIN : MIDE LA CONTRIBUCION AL FLUJO ECHA POR LA DIFUSION MOLECULAR  *ESTE DIAGRAMA SOLO TIENE SIGNIFICADO SI SE TIENE EN REGIMEN LAMINAR

5

6 COMPORTAMIENTO DEL FLUIDO EN EL DIAGRAMA  LOS GASES SE ENCUENTRAN EN EL REGIMEN DE DISPERSION Y NO EN EL REGIMEN DE CONVECCION PURA  LOS LIQUIDOS SE EN ENCUENTRAN EN UN REGIEMEN O EN EL OTRO  LOS LIQUIDOS MUY VISCOSOS, COMO LOS POLIMEROS, SE ENCUENTRAN NORMALMENTE EN EL REGIMEN DE CONVECCION PURA.

7 CURVAS RTD  ES MUY IMPORTANTE UTILIZAR EL TIPO DE MODELO CORRECTO, YA QUE LAS CURVAS RTD SON COMPLETAMENTE DIFERENTES PARA LOS DISTINTOS REGIMENES

8 A PARTIR DE LA EXPERIMENTACION  CONSISTE EN SEGUIR LA EVOLUCION DE LA DISPERSION DE LA CURVA PARA UNA ENTRADA DE RASTREADOR EN IMPULSO (NO IDEAL) CONFORME ESTE SE MUEVE A TRAVES DEL SISTEMA  EN EL MODELO DE DISPERSION O EL DE TANQUES EN SERIE,SE OBSERVA QUE LA VARIANZA CRECE LINEALMENTE CON LA DISTANCIA  EL MODELO DE CONVECCION ES UN MODELO DETERMINISTICO; ASI, LA AMPLITUD DE LA SEÑAL DEL RASTREADOR AUMENTA LINEALMENTE CON LA DISTANCIA

9 COMPROBACION  SIEMPRE QUE SE TENGA MEDICIONES DE EN TRES PUNTOS, UTLIZAR ESTA PRUEBA PARA ELEGIR EL MODELO A UTILIZAR.

10 FORMAS DE INTRODUCIR Y MEDIR EL RASTREADOR

11 EXPERIMENTO DE RESPUESTA A UN IMPULSO Y LA CURVA E PARA EL FLUJO LAMINAR  LA FORMA DE RESPUESTA RESULTA AFECTADA GRANDEMENTE POR LA FORMA EN QUE SE INTRODUCE EL RASTREADOR EN EL FLUIDO ASI COMO POR LA FORMA EN QUE SE MIDE.  EL RASTREADOR SE PUEDE INYECTAR O MEDIR PRINCIPALMENTE DE DOS FORMAS, TAL COMO SE MUESTRA EN LA FIGURA ANTERIOR, POR LO TANTO, SE TIENE CUATRO COMBINACIONES DE CONDICIONES DE FRONTERA, CADA UNA CON SU CURVA E PARTICULAR.

12 CURVA ‘E’

13 ANALISIS DE LA CURVA ‘E’  LA CURVA DE RESPUESTA E ES LA FORMA APROPIADA PARA EL ESTUDIO DE REACTORES; ES LA CURVA ESTUDIADA EN EL CAPITULO 11 Y REPRESENTA LA RTD DEL RECIPIENTE  LAS CURVAS E* Y *E SON SIMEPRE IDENTICAS, POR LO QUE SE LES LLAMARA E* DE AQUÍ EN ADELANTE. UNA CORRECCION PARA LA CONDICION DE FRONTERA PLANAR TRANSFORMARA ESTA CURVA EN LA CURVA RTD ADECUADA.  LA CURVA E** REQUIERE DE DOS CORRECCIONES, UNA PARA LA ENTRADA Y UNA PARA LA SALIDA, A FIN DE TRANSFORMARLA EN LA CURVA RTD ADECUADA

14 PERFIL PARABOLICO  PARA TUBERIAS Y DUCTOS CON UN PERFIL DE VELOCIDAD PARABOLICO, LAS DIVERSAS CURVAS DE RESPUESTA A UN IMPULSO RESULTA SER

15 RELACION ENTRE LAS CURVAS  TENER EN CUENTA LA SENCILLA RELACION ENTRE LAS CURVAS E, E* Y E**. POR LO TANTO, PARA CUALQUIER TIEMPO SE PUEDE ESCRIBIR

16 CURVA F  CUANDO SE REALIZA EL EXPERIMENTO DE ESCALON CAMBIANDO DE UN FLUIDO A OTRO, SE OBTIENE LA CURVA (‘ C’ escalón ), A PARTIR DE LA CUAL DE LA CUAL SE OBTENDIRA LA CURVA F. SIN EMBARGO, ESTA ENTRADA SIEMPRE REPRESENTA EL FLUX DE ENTRADA, EN TANTO QUE LA SALIDA PUEDE SER PLANA O FLUX. ASI, SI SE TIENE SOLO DOS COMBINACIONES, LAS ECUACIONES Y GRAFICA DE ESTAS DOS CONDICIONES DE FRONTERA SERAN:

17 RELACION CURVA ‘E’ Y ‘F’

18 CONVERSION QUIMICA EN REACTORES DE FLUJO LAMINAR  PARA UN REGIMEN DE CONVECCION PURA, LA EXPRESION PARA LA CONVERSION ES ENTONCES:

19 REACCION DE ORDEN CERO  PARA LA REACCION DE ORDEN CERO DE UN FLUIDO NEWTONIANO EN UN TUBO LAMINAR LA INTEGRACION DE LA ECUACION DA:

20 REACCION DE ORDEN UNO  PARA LA REACCION DE ORDEN UNO DE UN FLUIDO NEXTONIANO EN UN TUBO LAMINAR

21 REACCION DE SEGUNDO ORDEN

22 REACCION MULTIPLE EN FLUJO LAMINAR  YA QUE EL FLUJO LAMINAR REPRESENTA UNA DESVIACION RESPECTO AL FLUJO PISTON, LA CANTIDAD DE COMPUESTO INTERMEDIO R FORMADO SERA ALGO MENOR QUE LA OBTENIDA EN FLUJO PISTON.

23 CURVA COMPARATIVA

24 ANALISIS DE LA GRAFICA