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Cálculo de Reatores
Prof. Kristopher Mendes
Engenheiro Químico
Reatores em Série
Conversão para Reatores em Série
Nota: esta definição somente poderá ser utilizada se a alimentação for introduzida apenas no
primeiro reator e não houver correntes laterais de alimentação ou retirada.
Alimentação Molar
Reatores em Série
Exemplo
Reatores em Série
CSTRs em Série No reator 1
(1)
(2)
Combinando (1) e (2):
Reatores em Série
CSTRs em Série No reator 2
Reatores em Série
CSTRs em Série No reator 2
Reatores em Série
PFRs em Série
Reatores em Série
PFRs em Série
Reatores em Série
Comparando os Volumes do CSTR e do PFR e o Sequenciamento dos
Reatores
Vamos observar...
Reatores em Série
Exemplo
Se olharmos na figura ao lado, a área sob a
curva (volume do PFR ) entre X = 0 e X = 0,2,
vemos que a área do PFR é maior que a área
retangular correspondente ao volume do
CSTR, isto é, V PFR > VCSTR. No entanto, se
compararmos as áreas para X entre 0,6 e 0,65,
vemos que a área abaixo da curva (volume
do PER ) é menor que a área retangular
correspondente ao volume do CSTR, isto é,
VCSTR > V PFR . Este resultado frequentemente
ocorre quando a reação é conduzida
adiabaticamente
Definições Adicionais
Tempo Espacial
Definição: O tempo espacial é o tempo necessário para processar um volume de reator 
considerando-se o fluido nas condições de entrada.
Definições Adicionais
Tempo Espacial
EXEMPLO
Se o volume do reator é 0,2 m3 e a vazão volumétrica na entrada é 0,01
m3/s, seria necessário o volume equivalente de reator a montante (V = 0,2
m3) mostrado pelas linhas tracejadas, para um tempo igual a:
Definições Adicionais
Tempo Espacial
Definições Adicionais
Velocidade Espacial
Nota: 
Para o tempo espacial, a vazão volumétrica de alimentação é medida nas condições de entrada,
enquanto para a velocidade espacial outras condições são frequentemente utilizadas. As duas
velocidades espaciais comumente usadas na indústria são a LHSV, velocidade espacial horária de
líquido, e a GHSV, velocidade espacial horária de gás.
A vazão volumétrica, v0, na LHSV é frequentemente expressa considerando-se o líquido na
temperatura de 60 ou 75ºF, apesar de a alimentação do reator poder ser um vapor numa
temperatura mais elevada. Estranho, mas verdadeiro. No caso da GHSV, v0, é normalmente
expressa nas condições padronizadas de temperatura e pressão (STP)
Definições Adicionais
Velocidade Espacial
Calcule o tempo espacial e as velocidades espaciais para um reator CSTR,
com volume de 6,400 m3, e para um reator PFR com volume de 2,165 m3,
admitindo uma vazão volumétrica de entrada de 2 dm3/s.
CSTR
Definições Adicionais
Velocidade Espacial
Calcule o tempo espacial e as velocidades espaciais para um reator CSTR,
com volume de 6,400 m3, e para um reator PFR com volume de 2,165 m3,
admitindo uma vazão volumétrica de entrada de 2 dm3/s.
PFR