Modelado del volumen de un reactor (E2, (b),(c))

En el literal (a) de este ejercicio obtuvimos un 30% de conversión en un VPFR.

A continuación de diho reactor, se encuentra un CSTR cuyo volumen se nos pide determinar. El requisito es que se llegue a un 50% de conversión.

La figura anterior nos ayudará para realizar el balance de masa para estos reactores en serie.

Recordemos que:

Entrada-Salida+Generación=Acumulación

El balance de masa para el CSTR sería el siguiente:

FA1- FA2 + rAV2 = 0

De donde: FA1= FAo(1-x1) y FA2= FAo(1-x2)

Entonces la ecuación nos queda:

FAo(x2 - x1) + rAV2 = 0

Al despejar el volumen, tenemos que para este caso en particular

VCSTR =  FAo (1/-rA2) (x2-x1)

De la misma manera en que hicimos en el literal (a) de este mismo problema, expresaremos el volumen en función de la concentración inicial y de la velocidad del flujo volumétrico:

VCSTR =  Cao ¬vo (1/-rA2) (x2-x1)

El valor de (1/-rA2) lo podemos obtener gráficamente o interpolando entre x=0.4 y 0.6, para hallar el valor en x=0.5.

VCSTR =  (0.08)(2/60) (750000)(0.5 - 0.3)= 400 m^3

De la interpolación el valor obtenido para (1/-rA2) fue de 750000; al reemplazar éste y los demás datos conocidos obtuvimos el valor del VCSTR.
 

VCSTR =  400 m^3

El literal (c) de este problema nos pedía el volumen global de los reactores en serie. Para este caso en particular:

Vglobal = Sumatoria [V]=  VPFR +VCSTR = 140 + 400 = 540 m^3

Vglobal =  540 m^3