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ESCOLA POLITÉCNICA DA USPESCOLA POLITÉCNICA DA USPDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA
HIDRÁULICA E SANITÁRIAHIDRÁULICA E SANITÁRIAPHD 5745 – PROCESSOS PHD 5745 – PROCESSOS
FÍSICO-QUÍMICOS IFÍSICO-QUÍMICOS I
REATORES NÃO IDEAIS REATORES NÃO IDEAIS
Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira FilhoProf. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAIS
IntroduçãoIntrodução DefiniçãoDefinição Reatores Ideais - RevisãoReatores Ideais - Revisão Conceito de Distribuição de Tempos de Conceito de Distribuição de Tempos de
Residência (DTR)Residência (DTR) DTR para Reatores IdeaisDTR para Reatores Ideais
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAIS
Curvas E(t)Curvas E(t) Curvas F(t)Curvas F(t) Modelos de reatores não ideaisModelos de reatores não ideais Reatores Pistonados com Fluxo DispersoReatores Pistonados com Fluxo Disperso Reatores de Mistura Completa em SérieReatores de Mistura Completa em Série Estudos com TraçadoresEstudos com Traçadores Exemplos de AplicaçãoExemplos de Aplicação
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAIS
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAIS
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAIS
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAIS
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAIS
ETE BarueriETE Barueri
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAIS
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAIS
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAIS
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAIS
Definição de reator:Definição de reator: Espaço físico Espaço físico delimitado, delimitado, ondeonde processos físicos, processos físicos, químicos ou biológicos são conduzidos químicos ou biológicos são conduzidos em condições controladas, visando em condições controladas, visando atingir um propósito definidoatingir um propósito definido
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REATORES E BALANÇO REATORES E BALANÇO DE MASSADE MASSA
A+BC+D
Transporte de massa
Transporte de massa
Entrada Saída
O objetivo é estabelecer as bases para o seu projeto com objetivos definidos
O objetivo é estabelecer as bases para o seu projeto com objetivos definidos
Sistemas de engenharia
O objetivo é a sua descrição e antecipar mudanças ambientais em função de diferentes inputs
Sistemas naturais
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REATORES IDEAISREATORES IDEAIS
Reatores em batelada (batch e semi Reatores em batelada (batch e semi batch reactor)batch reactor)
Reatores de mistura completa Reatores de mistura completa (CFSTR)(CFSTR)
Reator pistonado ideal (PFR)Reator pistonado ideal (PFR)
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REATORES EM BATELADAREATORES EM BATELADABATCH E SEMI BATCH BATCH E SEMI BATCH
REACTORREACTOR
Q(t), Ce(t)
V0
V(t)
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REATORES EM BATELADAREATORES EM BATELADABATCH E SEMI BATCH REACTORBATCH E SEMI BATCH REACTOR
Q(t), Ce(t)
V0
V(t)
•Característica PrincipalCaracterística Principal
0zC
yC
xC
•EquacionamentoEquacionamento
•Balanço de massa da fase líquidaBalanço de massa da fase líquida•Balanço de massa do constituinte CBalanço de massa do constituinte C
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REATORES EM BATELADAREATORES EM BATELADABATCH E SEMI BATCH REACTORBATCH E SEMI BATCH REACTOR
Q(t), Ce(t)
V0
V(t)
•Balanço de massa do elemento CBalanço de massa do elemento C
VdtdC
CQtC
VQC .... 000
000 ... CQtC
VQC
VCkCQtC
VQC ..... 000
Elemento conservativo !!!
Primeira Ordem !!!
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REATORES EM BATELADAREATORES EM BATELADABATCH E SEMI BATCH REACTORBATCH E SEMI BATCH REACTOR
Q(t), Ce(t)
V0
V(t)
•Balanço de massa do elemento CBalanço de massa do elemento C
VCkCQtC
VQC ..... 000
Caso mais comum !!!Caso mais comum !!!Volume constanteVolume constante
CktC
.
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REATORES DE MISTURA REATORES DE MISTURA COMPLETA (CFSTR)COMPLETA (CFSTR)
Qe(t), Ce(t)
V0
Qs(t), C(t)
C(t)
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REATORES DE MISTURA REATORES DE MISTURA COMPLETA (CFSTR)COMPLETA (CFSTR)
•Característica PrincipalCaracterística Principal
0zC
yC
xC
•EquacionamentoEquacionamento
•Balanço de massa da fase líquidaBalanço de massa da fase líquida•Balanço de massa do constituinte CBalanço de massa do constituinte C
Qe(t), Ce(t)
V0
Qs(t), C(t)
C(t)
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REATORES DE MISTURA REATORES DE MISTURA COMPLETA (CFSTR)COMPLETA (CFSTR)
•Balanço de massa do elemento CBalanço de massa do elemento C
Qe(t), Ce(t)
V0
Qs(t), C(t)
C(t)
dtdC
VCQ
VCQ
tC .. 0
dtdCCC
tC
0 00
dtdCCC
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REATOR PISTONADO REATOR PISTONADO IDEAL (PFR)IDEAL (PFR)
L
dx
dy
dz
Q,C0 Q,C
v cc
xdx, .
v c,
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REATOR PISTONADO REATOR PISTONADO IDEAL (PFR)IDEAL (PFR)
•Característica PrincipalCaracterística Principal
0zC
yC
•EquacionamentoEquacionamento
•Balanço de massa da fase líquidaBalanço de massa da fase líquida•Balanço de massa do constituinte CBalanço de massa do constituinte C
L
dx
dy
dz
Q,C0 Q,C
v cc
xdx, .
v c,
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L
dx
dy
dz
Q,C0 Q,C
v cc
xdx, .
v c,
REATOR PISTONADO REATOR PISTONADO IDEAL (PFR)IDEAL (PFR)
•Balanço de massa do elemento CBalanço de massa do elemento C
dtdc
xc
vtc
.0
Ordem Zero
Primeira Ordem
.0 kCC .
0 . keCC
Segunda Ordem
0
0
..1 CkC
C
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REATORES IDEAISREATORES IDEAISEQUAÇÕES BÁSICASEQUAÇÕES BÁSICAS
VdtdC
CQtC
VQC .... 000
dtdC
VCQ
VCQ
tC .. 0
dtdc
xc
vtc
.0
Batelada
CFSTR
PFR
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAIS
Q, Ce
V0
Q, C
C
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAISDEFINIÇÃO DE DTRDEFINIÇÃO DE DTR
Definição de Distribuição de Tempos Definição de Distribuição de Tempos de Residência (DTR)de Residência (DTR)
Distribuição temporal que indica qual o Distribuição temporal que indica qual o tempo em que uma determinada tempo em que uma determinada molécula permanece no interior do reator molécula permanece no interior do reator
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAISOBTENÇÃO DA DTROBTENÇÃO DA DTR
O diagnóstico do comportamento O diagnóstico do comportamento hidráulico de um reator apenas hidráulico de um reator apenas pode ser obtido após a execução pode ser obtido após a execução de um ensaio com traçadoresde um ensaio com traçadores
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAISOBTENÇÃO DA DTROBTENÇÃO DA DTR
Traçador: Características BásicasTraçador: Características Básicas
InerteInerte Características físicas iguais a da Características físicas iguais a da
águaágua Fácil quantificação do ponto de vista Fácil quantificação do ponto de vista
analítico analítico
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAISOBTENÇÃO DA DTROBTENÇÃO DA DTR
EXECUÇÃO DE UM ENSAIO DE OBTENÇÃO EXECUÇÃO DE UM ENSAIO DE OBTENÇÃO DE DTRDE DTR
Injeção de traçador na forma de Injeção de traçador na forma de pulsopulso
Injeção de traçador de forma Injeção de traçador de forma contínuacontínua
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAISOBTENÇÃO DA DTROBTENÇÃO DA DTR
Q Q
Tempo Tempo
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAISOBTENÇÃO DA DTROBTENÇÃO DA DTR
INJEÇÃO NA FORMA DE PULSOINJEÇÃO NA FORMA DE PULSO
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAISOBTENÇÃO DA DTROBTENÇÃO DA DTR
INJEÇÃO NA FORMA DE PULSOINJEÇÃO NA FORMA DE PULSO
![Page 34: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/34.jpg)
REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAISOBTENÇÃO DA DTROBTENÇÃO DA DTR
Q Q
Tempo Tempo
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAISOBTENÇÃO DA DTROBTENÇÃO DA DTRINJEÇÃO CONTÍNUAINJEÇÃO CONTÍNUA
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REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAISOBTENÇÃO DA DTROBTENÇÃO DA DTRINJEÇÃO CONTÍNUAINJEÇÃO CONTÍNUA
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REATORES IDEAIS - PFRREATORES IDEAIS - PFRINJEÇÃO NA FORMA DE PULSOINJEÇÃO NA FORMA DE PULSO
Tempo
Con
cent
raçã
o
L
dx
dy
dz
Q,C0 Q,C
v cc
xdx, .
v c,
vL
![Page 38: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/38.jpg)
REATORES IDEAIS - PFRREATORES IDEAIS - PFRINJEÇÃO CONTÍNUAINJEÇÃO CONTÍNUA
Tempo
Con
cent
raçã
o L
dx
dy
dz
Q,C0 Q,C
v cc
xdx, .
v c,
vL
![Page 39: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/39.jpg)
REATORES IDEAIS - CFSTRREATORES IDEAIS - CFSTRINJEÇÃO NA FORMA DE PULSOINJEÇÃO NA FORMA DE PULSO
Qe(t), Ce(t)
V0
Qs(t), C(t)
C(t)
dtdCCC
tC
0
00
dtdCCC
tC
0
C
tC
t
CC
tC
C
tCC
00
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REATORES IDEAIS - CFSTRREATORES IDEAIS - CFSTRINJEÇÃO NA FORMA DE PULSOINJEÇÃO NA FORMA DE PULSO
Qe(t), Ce(t)
V0
Qs(t), C(t)
C(t)
tC
C
tCC
00
t
CC
0
lnt
eCtC
.)( 0
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REATORES IDEAIS - CFSTRREATORES IDEAIS - CFSTRINJEÇÃO NA FORMA DE PULSOINJEÇÃO NA FORMA DE PULSO
Qe(t), Ce(t)
V0
Qs(t), C(t)
C(t)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Tempo (minutos)
Con
cent
raçã
o (m
g/l)
t
eCtC
.)( 0
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REATORES IDEAIS - CFSTRREATORES IDEAIS - CFSTRINJEÇÃO CONTÍNUAINJEÇÃO CONTÍNUA
Qe(t), Ce(t)
V0
Qs(t), C(t)
C(t)
dtdCCC
tC
0
dtdCCC
tC
0
0
CC
tC
0
CC
tC
0
![Page 43: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/43.jpg)
REATORES IDEAIS - CFSTRREATORES IDEAIS - CFSTRINJEÇÃO CONTÍNUAINJEÇÃO CONTÍNUA
Qe(t), Ce(t)
V0
Qs(t), C(t)
C(t)
CC
tC
0
t
CCC
0
t
CCC
0
tCt
CCC
00 0
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REATORES IDEAIS - CFSTRREATORES IDEAIS - CFSTRINJEÇÃO CONTÍNUAINJEÇÃO CONTÍNUA
Qe(t), Ce(t)
V0
Qs(t), C(t)
C(t)
tCt
CCC
00 0
t
CCC 00 lnln
tCCC
0
0ln
t
eCCC
0
0
![Page 45: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/45.jpg)
REATORES IDEAIS - CFSTRREATORES IDEAIS - CFSTRINJEÇÃO CONTÍNUAINJEÇÃO CONTÍNUA
Qe(t), Ce(t)
V0
Qs(t), C(t)
C(t)
t
eCCC
0
0
t
eCCC
.00
t
eCCtC
.)( 00
t
eCtC 1.)( 0
![Page 46: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/46.jpg)
REATORES IDEAIS - CFSTRREATORES IDEAIS - CFSTRINJEÇÃO CONTÍNUAINJEÇÃO CONTÍNUA
Qe(t), Ce(t)
V0
Qs(t), C(t)
C(t)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Tempo (minutos)
Con
cent
raçã
o (m
g/l)
t
eCtC 1.)( 0
![Page 47: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/47.jpg)
REATORES NÃO IDEAIS REATORES NÃO IDEAIS APRESENTAÇÃO DA CURVA E(t)APRESENTAÇÃO DA CURVA E(t)
Deve apresentar propriedades análogas a Deve apresentar propriedades análogas a uma função de densidade de probabilidadeuma função de densidade de probabilidade
Deve ser determinada a partir de ensaios Deve ser determinada a partir de ensaios com traçadores na forma de pulso e com traçadores na forma de pulso e contínuacontínua
Pode ser analisada empregando-se Pode ser analisada empregando-se técnicas de estatística e teoria de técnicas de estatística e teoria de probabilidadesprobabilidades
![Page 48: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/48.jpg)
REATORES NÃO IDEAIS REATORES NÃO IDEAIS APRESENTAÇÃO DA CURVA E(t)APRESENTAÇÃO DA CURVA E(t)
0
).(
)()(
dttC
tCtE
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Tempo (minutos)
Con
cent
raçã
o (m
g/l)
Número !!!!!
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REATORES NÃO IDEAIS REATORES NÃO IDEAIS APRESENTAÇÃO DA CURVA E(t)APRESENTAÇÃO DA CURVA E(t)
0
).(
)()(
dttC
tCtE
0
1).( dttE
![Page 50: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/50.jpg)
REATORES NÃO IDEAIS REATORES NÃO IDEAIS APRESENTAÇÃO DA CURVA E(t)APRESENTAÇÃO DA CURVA E(t)
0
).(
)()(
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![Page 51: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/51.jpg)
REATORES NÃO IDEAIS REATORES NÃO IDEAIS APRESENTAÇÃO DA CURVA F(t)APRESENTAÇÃO DA CURVA F(t)
![Page 52: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/52.jpg)
REATORES NÃO IDEAIS REATORES NÃO IDEAIS APRESENTAÇÃO DA CURVA F(t)APRESENTAÇÃO DA CURVA F(t)
0
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![Page 53: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/53.jpg)
REATORES NÃO IDEAIS REATORES NÃO IDEAIS OBTENÇÃO DAS CURVAS E(t) e OBTENÇÃO DAS CURVAS E(t) e
F(t)F(t)
Tempo Tempo
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![Page 54: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/54.jpg)
REATORES NÃO IDEAIS REATORES NÃO IDEAIS OBTENÇÃO DAS CURVAS E(t) e OBTENÇÃO DAS CURVAS E(t) e
F(t)F(t)
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Tempo Tempo
![Page 55: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/55.jpg)
REATORES IDEAIS - PFR REATORES IDEAIS - PFR APRESENTAÇÃO DA CURVA E(t)APRESENTAÇÃO DA CURVA E(t)
![Page 56: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/56.jpg)
REATORES IDEAIS - CFSTR REATORES IDEAIS - CFSTR APRESENTAÇÃO DA CURVA E(t)APRESENTAÇÃO DA CURVA E(t)
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![Page 57: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/57.jpg)
REATORES IDEAIS - CFSTR REATORES IDEAIS - CFSTR APRESENTAÇÃO DA CURVA E(t)APRESENTAÇÃO DA CURVA E(t)
![Page 58: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/58.jpg)
REATORES NÃO IDEAISREATORES NÃO IDEAISINJEÇÃO NA FORMA DE PULSOINJEÇÃO NA FORMA DE PULSO
![Page 59: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/59.jpg)
INFORMAÇÕES AUFERIDAS A INFORMAÇÕES AUFERIDAS A PARTIR DA CURVA E(t)PARTIR DA CURVA E(t)
MÉDIAMÉDIA
0
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![Page 60: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/60.jpg)
INFORMAÇÕES AUFERIDAS A INFORMAÇÕES AUFERIDAS A PARTIR DA CURVA E(t)PARTIR DA CURVA E(t)PARA REATORES CFSTRPARA REATORES CFSTR
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![Page 61: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/61.jpg)
INFORMAÇÕES AUFERIDAS A INFORMAÇÕES AUFERIDAS A PARTIR DA CURVA E(t)PARTIR DA CURVA E(t)PARA REATORES CFSTRPARA REATORES CFSTR
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![Page 62: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/62.jpg)
INFORMAÇÕES AUFERIDAS A INFORMAÇÕES AUFERIDAS A PARTIR DA CURVA E(t)PARTIR DA CURVA E(t)PARA REATORES CFSTRPARA REATORES CFSTR
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![Page 63: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/63.jpg)
INFORMAÇÕES AUFERIDAS A INFORMAÇÕES AUFERIDAS A PARTIR DA CURVA E(t)PARTIR DA CURVA E(t)
VARIANÇAVARIANÇA
0
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2
![Page 64: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/64.jpg)
PARAMETRIZAÇÃO DA CURVA E(t)PARAMETRIZAÇÃO DA CURVA E(t)
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![Page 65: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/65.jpg)
PARAMETRIZAÇÃO DA CURVA E(t)PARAMETRIZAÇÃO DA CURVA E(t)
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![Page 66: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/66.jpg)
MODELOS DE REATORES MODELOS DE REATORES NÃO IDEAISNÃO IDEAIS
Reatores Pistonados com Fluxo Reatores Pistonados com Fluxo DispersoDisperso
Reatores de Mistura Completa Reatores de Mistura Completa em Sérieem Série
![Page 67: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/67.jpg)
TRANSPORTE DIFUSIVOTRANSPORTE DIFUSIVOLEI DE FICKLEI DE FICK
X
X
X X
X X YY
Y
Y Y
Y
Y
Y
Y
Y
10 moléculas de x 20 moléculas de y
Tempo igual a zero
X
XX
XX X
YY
Y
Y YY Y
Y
Y
Y
8 moléculas de x4 moléculas de y
16 moléculas de y2 moléculas de x
Tempo igual a t
![Page 68: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/68.jpg)
TRANSPORTE DIFUSIVOTRANSPORTE DIFUSIVOLEI DE FICKLEI DE FICK
![Page 69: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/69.jpg)
TRANSPORTE DIFUSIVOTRANSPORTE DIFUSIVOLEI DE FICKLEI DE FICK
![Page 70: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/70.jpg)
TRANSPORTE DIFUSIVOTRANSPORTE DIFUSIVOLEI DE FICKLEI DE FICK
Tempo igual a t
DE MMtk
J
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xCxCtk
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X
XX
X
X X
Y Y
Y
Y YY Y
Y
Y
Y
8 moléculas de x4 moléculas de y
16 moléculas de y2 moléculas de x
dx
iAdtdm
J1
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![Page 71: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/71.jpg)
TRANSPORTE DIFUSIVOTRANSPORTE DIFUSIVOLEI DE FICKLEI DE FICK
X
XX
X
X X
Y Y
Y
Y YY Y
Y
Y
Y
8 moléculas de x4 moléculas de y
16 moléculas de y2 moléculas de x
Tempo igual a t
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... DE CCtxk
J
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xCC
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![Page 72: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/72.jpg)
TRANSPORTE DIFUSIVOTRANSPORTE DIFUSIVOLEI DE FICKLEI DE FICK
X
XX
X
X X
Y Y
Y
Y YY Y
Y
Y
Y
8 moléculas de x4 moléculas de y
16 moléculas de y2 moléculas de x
Tempo igual a t
xCC
txxk
J DE...
xc
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J .. 2
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DJ .txk
D
2.
![Page 73: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/73.jpg)
TRANSPORTE DIFUSIVOTRANSPORTE DIFUSIVOLEI DE FICKLEI DE FICK
X
XX
X
X X
Y Y
Y
Y YY Y
Y
Y
Y
8 moléculas de x4 moléculas de y
16 moléculas de y2 moléculas de x
xc
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D
2.
sm2
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J1
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smkg
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![Page 74: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/74.jpg)
TRANSPORTE DIFUSIVOTRANSPORTE DIFUSIVOLEI DE FICKLEI DE FICK
CompostoComposto TemperaturaTemperatura Coeficiente de Coeficiente de difusão (cmdifusão (cm22/s)/s)
Metanol em HMetanol em H22OO 1515 1,26.101,26.10-5-5
Etanol em HEtanol em H22OO 1515 1,00.101,00.10-5-5
Ácido acético em HÁcido acético em H22OO 2020 1,19.101,19.10-5-5
Etilbenzeno em HEtilbenzeno em H22OO 2020 8,1.108,1.10-6-6
COCO22 em ar em ar 2020 0,1510,151
![Page 75: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/75.jpg)
REATOR PISTONADO DE REATOR PISTONADO DE FLUXO DISPERSOFLUXO DISPERSO
L
dx
dy
dz
Q,C
v cc
xdx, .
v c,
Q,C0
JJ
xdx
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![Page 76: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/76.jpg)
REATOR PISTONADO DE REATOR PISTONADO DE FLUXO DISPERSOFLUXO DISPERSO
•Característica PrincipalCaracterística Principal
0zC
yC
•EquacionamentoEquacionamento
•Balanço de massa da fase líquidaBalanço de massa da fase líquida•Balanço de massa do constituinte CBalanço de massa do constituinte C
L
dxdy
dz
Q,C
v cc
xdx, .
v c,
Q,C0
JJ
xdx
.J
![Page 77: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/77.jpg)
•Balanço de massa da fase líquidaBalanço de massa da fase líquida
REATOR PISTONADO DE REATOR PISTONADO DE FLUXO DISPERSOFLUXO DISPERSO
).().(. tQtQt
VtV
se
0
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Simplificaçao: Vazão de entrada igual a vazão de saída 0)()( tQtQ se
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xdx
.J
![Page 78: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/78.jpg)
REATOR PISTONADO DE REATOR PISTONADO DE FLUXO DISPERSOFLUXO DISPERSO•Balanço de massa do elemento CBalanço de massa do elemento C
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tm
tm
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![Page 79: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/79.jpg)
REATOR PISTONADO DE REATOR PISTONADO DE FLUXO DISPERSOFLUXO DISPERSO
•Balanço de massa do elemento CBalanço de massa do elemento C
reaçõessereator dtdm
tm
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![Page 80: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/80.jpg)
REATOR PISTONADO DE REATOR PISTONADO DE FLUXO DISPERSOFLUXO DISPERSO•Balanço de massa do elemento CBalanço de massa do elemento C
reaçõessereator dtdm
tm
tm
tm
rreator dtdm
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![Page 81: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/81.jpg)
REATOR PISTONADO DE REATOR PISTONADO DE FLUXO DISPERSOFLUXO DISPERSO
•Balanço de massa do elemento CBalanço de massa do elemento C
rreator dtdm
dzdydxxJ
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![Page 82: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/82.jpg)
REATOR PISTONADO DE REATOR PISTONADO DE FLUXO DISPERSOFLUXO DISPERSO
•Balanço de massa do elemento CBalanço de massa do elemento CL
dxdy
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Q,C
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JJ
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![Page 83: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/83.jpg)
TRANSPORTE DIFUSIVOTRANSPORTE DIFUSIVOLEI DE FICKLEI DE FICK
![Page 84: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/84.jpg)
TRANSPORTE DIFUSIVOTRANSPORTE DIFUSIVOLEI DE FICKLEI DE FICK
![Page 85: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/85.jpg)
TRANSPORTE DIFUSIVOTRANSPORTE DIFUSIVOLEI DE FICKLEI DE FICK
![Page 86: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/86.jpg)
TRANSPORTE DIFUSIVOTRANSPORTE DIFUSIVOLEI DE FICKLEI DE FICK
![Page 87: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/87.jpg)
REATOR PISTONADO DE REATOR PISTONADO DE FLUXO DISPERSOFLUXO DISPERSO
NÚMERO DE PECLETNÚMERO DE PECLETL
dxdy
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JJ
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![Page 88: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/88.jpg)
REATOR PISTONADO DE REATOR PISTONADO DE FLUXO DISPERSOFLUXO DISPERSO
NÚMERO DE PECLETNÚMERO DE PECLETL
dxdy
dz
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v cc
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![Page 89: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/89.jpg)
REATOR PISTONADO DE REATOR PISTONADO DE FLUXO DISPERSOFLUXO DISPERSO
NÚMERO DE PECLETNÚMERO DE PECLETL
dxdy
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JJ
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![Page 90: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/90.jpg)
REATOR PISTONADO DE REATOR PISTONADO DE FLUXO DISPERSOFLUXO DISPERSO
NÚMERO DE PECLETNÚMERO DE PECLETL
dxdy
dz
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JJ
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D igual a zero Transporte difusivo inexistente (Plug flow reactor)
D elevado Transporte difusivo considerável, podendo ser maior que o transporte advectivo
![Page 91: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/91.jpg)
REATOR PISTONADO DE REATOR PISTONADO DE FLUXO DISPERSOFLUXO DISPERSO
NÚMERO DE PECLETNÚMERO DE PECLETL
dxdy
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Q,C
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JJ
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![Page 92: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/92.jpg)
REATOR PISTONADO DE REATOR PISTONADO DE FLUXO DISPERSOFLUXO DISPERSO
SOLUÇÕES ANALÍTICASSOLUÇÕES ANALÍTICASL
dxdy
dz
Q,C
v cc
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v c,
Q,C0
JJ
xdx
.J
2
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.1
Z
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cc
e
ePee
ePPt
1.22
22
2
22
2 82
ee PPt
Reator Fechado (D=0 para Z=0 e 1)
Reator Aberto (D0 para qualquer Z)
![Page 93: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/93.jpg)
REATOR PISTONADO DE REATOR PISTONADO DE FLUXO DISPERSOFLUXO DISPERSO
SOLUÇÕES ANALÍTICASSOLUÇÕES ANALÍTICAS
2
2
.1
Z
CPZ
cc
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![Page 94: Aula_3_-_Reatores_Não_Ideais](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022052521/543dbfb9afaf9fb00a8b4b04/html5/thumbnails/94.jpg)
REATORES DE MISTURA REATORES DE MISTURA COMPLETA EM SÉRIECOMPLETA EM SÉRIE
1 2 3 n
Q,C0
C1 C2 C3 Cn
Q,C1 Q,C2Q,C3 Q,C n-1
Q,Cn
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REATORES DE MISTURA REATORES DE MISTURA COMPLETA EM SÉRIECOMPLETA EM SÉRIE
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REATORES DE MISTURA REATORES DE MISTURA COMPLETA EM SÉRIECOMPLETA EM SÉRIE
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Tempo (minutos)
E(t
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01 reator de misturacompleta em série
02 reatores de misturacompleta em série
03 reatores de misturacompleta em série
05 reatores de misturacompleta em série
20 reatores de misturacompleta em série
Tempo de detenção=20 minC0=100 mg/l
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Muito Muito Obrigado !!Obrigado !!
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