Solution_Manual_de_Ingenier_a_de_las_Reacciones_Qu_micas_-_Octave_Levenspiel_-_3edicion

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Unformatted text preview: Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría Facultad de Ingeniería Química Solución de los Problemas Propuestos del Chemical Engineering Science, O. Levenspiel, Tercera Edición 1999 Mercedes Rodríguez Edreira 2006 C A P Í T U L O 5 Problema 5.1 (p. 113) Considere la reacción en fase gaseosa 2 A → R + 2 S con cinética desconocida. Si se requiere una velocidad espacial de 1 min-1 para alcanzar 90 % de conversión de A en un reactor de flujo en pistón, halle el correspondiente tiempo espacial y el tiempo medio de residencia del fluido en el reactor de flujo en pistón Solución ∫ ∫ − = + − = = = A A X A A A X A A A A A r dX C X r dX C t s ) ( ) 1 )( ( min 1 1 τ ε τ Si el sistema es de densidad constante el tiempo de residencia y el tiempo espacial son iguales; pero en este caso el sistema es de densidad variable porque el flujo volumétrico varía durante la reacción, ya que es un sistema gaseoso y varía el número total de moles. Conclusión No se puede calcular el tiempo medio de residencia del fluido con los datos disponibles Problema 5.2 (p. 113) En un reactor discontinuo que opera isotérmicamente se alcanza un 70 % de conversión del reactivo líquido en 13 min. ¿Qué tiempo espacial se requiere para efectuar esta operación en un reactor de flujo en pistón y en uno de mezcla completa? Solución 1 min 13 1 1 min 13 ) ( ) ( ) ( tan ) ( ) 1 )( ( − = = = − = = ∴ − = − = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + − = ∫ ∫ ∫ ∫ τ τ τ ε s r dX C t r dX C pistón en flujo de reactor el Para líquido es te cons densidad de es sistema el porque r dX C t T T X r dX C t A A A A X A A A X A A A X A A A X A A A A A No se puede calcular τ , ni s para el reactor de mezcla completa porque no se conoce la cinética. Problema 5.3 (p. 113) Una corriente acuosa del monómero A (1 mol/L, 4 L/min) entra en un reactor de mezcla completa de 2 L donde es radiada y polimeriza de la siguiente forma A → R → S → T…….. En la corriente de salida C A = 0,01 mol/L y para un producto en particular W se tiene que C W = 0,0002 mol/L. Halle la velocidad de reacción de A y la de W Solución A → R R + A → S S + A → T T + A → U U + A → V V + A → W Suponiendo que las reacciones son elementales -r A = k 1 C A +k 2 C A C R + k 3 C A C S + k 4 C A C T + k 5 C A C U + k 6 C A C V r W = k 6 C A C V +k 7 C A C W Hay 7 constantes cinéticas involucradas, así que requiero al menos 8 puntos experimentales para poder calcular el valor numérico de las constantes. Problema 5.4 (p. 113) Se está planeando reemplazar un reactor de mezcla completa por uno que tiene el doble del volumen. Para la misma velocidad de alimentación y la misma alimentación acuosa (10 mol de A/L), halle la nueva conversión. La cinética de la reacción está representada por A → R -r A = k C A 1,5 La conversión actual es del 70%....
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This note was uploaded on 03/27/2011 for the course CHEN 6645 taught by Professor Drskliar during the Spring '11 term at Utah.

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