Calculo de reatores prova ufrrj

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Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
IT-389 - Cálculo de Reatores II
5
a
Lista de Exercícios
1) Derive a função distribuição do tempo de residência para dois CSTRs e um PFR, apresentando o mesmo
volume, em série.
2) Derive a função distribuição do tempo de residência para dois CSTRs e um PFR, em série. O volume dos
CSTRs é igual metade do volume do PFR.
3) Derive a função distribuição do tempo de residência para dois PFRs e um CSTR, apresentando o mesmo
volume, em série.
4) Derive a função distribuição do tempo de residência para três CSTRs e um PFR, apresentando o mesmo
volume, em série.
5) Utilizando o modelo de segregação, calcule a conversão de um reator real cuja distribuição do tempo de
residência (RTD) é igual à de um reator tubular com escoamento laminar, cujo perfil de velocidade está descrito
abaixo. A reação tem cinética de 3
a
ordem com kC2A0 igual a 0,1 min
−1
.
v = vmax
[
1−
( r
R
)2]
6) Utilizando o modelo de segregação, calcule a conversão de um reator real cuja distribuição do tempo de
residência (RTD) é igual à de um reator tubular com escoamento laminar, cujo perfil de velocidade está descrito
abaixo. A reação tem cinética de 2
a
ordem com kCA0 igual a 0,1 min
−1
.
v = vmax
[
1−
( r
R
)2]
7) A reação irreversível de primeira ordem: A(g) −−→ B(g) +C(g), com k = 0,1 min−1 é realizada em um reator
com volume igual a 1,0 m
3
com uma vazão volumétrica de 0,06 m
3
min
−1
. Sabendo-se que sua distribuição
de tempo de residência (RTD) pode ser modelada por 3 CSTRs ideais de mesmo volume em série, calcule a
conversão obtida.
8) Utilizando o modelo de segregação, calcule a conversão de um reator real cuja distribuição do tempo de
residência (RTD) é igual ao de um CSTR e um PFR em série, apresentando o mesmo volume. A reação tem
cinética de 3
a
ordem com kC2A0 igual a 0,1 min
−1
.
9)Utilizando o modelo de antecipação máxima de mistura, calcule a conversão de um reator real cuja distribuição
do tempo de residência (RTD) é igual a de um CSTR e um PFR em série, apresentando o mesmo volume. A
reação tem cinética de 2
a
ordem com kCA0 igual a 0,1 min
−1
.
10) Utilizando o modelo de antecipação máxima de mistura, calcule a conversão de um reator real cuja distri-
buição do tempo de residência (RTD) é igual a reator tubular de fluxo laminar. A reação tem cinética de 2
a
ordem com kCA0 igual a 0,1 min
−1
.
11) Derive a distribuição do tempo de residência para um escoamento turbulento onde o perfil de velocidade é
dado por:
v = vmax
[
1−
( r
R
)] 1
7
12) Utilizando o modelo de antecipação máxima de mistura, calcule a conversão de um reator real cuja distri-
buição do tempo de residência (RTD) é igual a reator tubular de fluxo turbulento como no exercício (11). A
reação tem cinética de 2
a
ordem com kCA0 igual a 0,1 min
−1
.
13) Utilizando o modelo de segregação, calcule a conversão de um reator real cuja distribuição do tempo de
residência (RTD) é igual a reator tubular de fluxo turbulento como no exercício (11). A reação tem cinética de
2
a
ordem com kCA0 igual a 0,1 min
−1
.