Cinética Química y Diseño de Reactores
Landeo Ramos, Diego Angel Márquez Quispe, Carlos JoséPalacios Lopez, Yerico Guillermo
FIP-UNI
Veloc. de rxn. Para partículas esféricas de tamaño decreciente
●Etapas Características del Modelo
Cuando no se forma ceniza, la partícula reaccionante disminuye de tamaño durante la reacción y finalmente desaparece.
ETAPA 1Difusión del reactivo A desde el cuerpo principal del gas a través de la pelicula gaseosa hasta la
superficie del sólido
ETAPA 2 Reacción sobre la superficie entre el reactivo A y el sólido.
ETAPA 3Difusión de los productos de
reacción desde la superficie del sólido hasta el cuerpo principal del gas. (no hay capa de ceniza que pueda ofrecer resistencia)
●Reacción química como etapa controlante
Cuando la etapa controlante es la reacción
química el comportamiento es
idéntico al de las partículas de tamaño
constante.
3/1)1(11
)(
Bc
CAgS
B
XR
rt
rRCbk
t
●Difusión a través de la película gaseosa como etapa controlante
Velocidad relativa entre la partícula y el fluido
Tamaño de la partícula
Propiedades del fluido
1/21/3
1/3 1/22 0.6( ) (Re) 2 0.6g p pk d d uSc
D D
Froessling
1/2
1/2
1g
p
gp
kd
uk
d
Dp y u pequeños
Dp y u grandes
Resistencia de la película en la superficie de una partícula depende:
●Régimen de Stokes (partículas pequeñas)
dRRdVdN BBB24
AggBBB
ex
Cbkdt
dR
dt
dR
R
R
dt
dN
S
2
2
4
41
2g
p
D Dk
d R
Cuando una partícula de tamaño original Ro se reduce con el tiempo hasta el tamaño R, se tiene que:
ρB = Densidad molar
0 0
R tAg
RB
bC DRdR dt
20
2B
Ag
R
bC D
El tiempo necesario para la desaparición completa de la partícula será:
Régimen de Stokes (partículas pequeñas)
220
0
12
B
Ag
R Rt
bC D R
2
2/3
0
1 1 (1 )Bt R
XR
Tiempo para la desaparición completa:
●EXTENSIONES: Partículas de Tamaño constante
Controlada por la difusión en la
película
Controlada por la difusión en la ceniza
Controlada por la reacción
Placas Planas
Cilindro
Esfera
●Para partículas decrecientes
Controlado por la difusión en la película
Controlado por la reacción
Partícula PequeñaRégimen de Stoke
Partícula Grande(u = constante)
●Combinación de resistencias
Difusión en la película de fluido como etapa controlante:
Difusión en la capa de ceniza como etapa controlante:
Reacción química como etapa controlante:
Para partículas de tamaño constante:
●Combinación de resistencias
‘ Resulta improcedente o equivocado suponer que durante todo el proceso tan solo una etapa es la controlante’ .
●Limitaciones del modelo de núcleo sin reaccionar
La reacción puede efectuarse a lo largo de un frente difuso.
Comportamiento intermedio entre losmodelos de núcleo sin reaccionar y de
conversión progresiva.
Una reacción lenta de un gas conun solido muy poroso. La reacciónpuede efectuarse en todo el solido.
Cabe esperar que el modelo de conversión progresiva se ajustemejor al comportamiento real.
El solido se convierte por accióndel calor sin necesidad de
contacto con el gas.
El modelo de conversión progresiva representa mejor el comportamiento
real.
● GRACIAS
!
