lab 2 reactoare n

7/25/2019 Lab 2 Reactoare n

1/11

1


2/11

2


3/11

3

MATEI Diana Maria

BROSTEANU Alma Valentina

CRIVEANU Nicolae Narcis

NITA Mihaita Iulian

Determinarea DDS ntr-un reactor tubular

cu strat fix de umplutur

Modelele ideale de curgere (D i R), folosite pentru deducerea ecuaiilor reactoarelor D,respectiv R ideale, aproximeaz cu o eroare neglijabil un numr mare de reactoare. n numeroase

alte cazuri ns, datorit existenei unor scurtcircuite (by-pass) prin care o parte de fluid ocolete

reactorul, formrii unor canale prefereniale, apariiei unor zone stagnante n reactor, abaterile de

la idealitate pot fi apreciabile i neglijarea lor poate duce la erori mari n proiectare.

Pentru a putea determina performana unui reactor chimic, trebuie s se cunoasc modul

n care fluidul trece prin vas, mai exact trebuie s se determine, n primul rnd, distribuia duratelor

de staionare.

1. Scopul lucrarii

Determinarea DDS ntr-un reactor experimental prevzut cu strat fix de

umplutur i alimentat continuu cu lichid.

Propunerea unui model de curgere i calculul parametrilor acestuia.

2. Desenul instalatiei


4/11

4

Figura 1. Schema instalatiei experimentale

V1, V2vase de nivel constant, alimentate de la reea; R1,R2, R3, R5robinete; F2fluometru;

M2 motor electric; RE2 reactor experimental; S2 sering; sc2 sondconductometric;

A2reostat pentru reglarea turaiei agitatorului; CM conductometru

3. Descrierea experimentului

a)Pregtirea instalaiei i a instrumentelor

1. Se monteaz seringa coninnd trasorul.


5/11

5

2. Pentru umplerea reactorului RE3 se deschid robinetele R1, R2 i R6 (n succesiunea

indicat). Umplerea se face cu un debit mai mare. Se fixeaz nivelul lichidului n

reactor. Dup ce reactorul s-a umplut se regleaz debitul de lucru dorit cu ajutorul

robinetului R4. Se recomand valori ale debitului cuprinse ntre 80 i 120 cm3/min.

3. Se pornete motorul amestectorului i se regleaz turaia dorit cu ajutorul

reostatului.

4. Se msoar debitul de fluid ce trece prin reactor prin msurarea volumului de fluid

strns ntr-un cilindru gradat ntr-un interval de timp dat, de ex. un minut. Pe toat

durata experienei debitul de fluid trecut prin reactor trebuie s rmn acelai.

5. Se va calcula durata medie de staionare .

6. Se conecteaz sonda la conductometrul electronic prin intermediul comutatorului

corespunztor. Se alimenteaz conductometrul i se selecteaz scala de lucru (n mod

obinuit 0-5 mS).

b) Reali zarea semnalului impuls

care trebuie s fie aproximativ constant.

8. Dac acul conductometrului arat constant aceeai valoare se injecteaz trasorul

(cca 5 ml soluie suprasaturat de NaCl) cu ajutorul seringii S2. Injectarea trasorului

se va face prin apsarea rapid a pistonului seringii, dup care seringa se va lsa n

lca. Momentul injeciei se consider t=0.

c) Culegerea datelor experimentale

9. Dac rspunsul nu se nregistreaz automat, indicaiile conductometrului se vor citi

din 30 n 30 secunde pentru primele 120 de secunde i din 15 n 15 secunde pn la

timpul total de 300 de secunde (se vor citi cu grij valorile n perioada variaiei brute


6/11

6

a conductivitii), apoi din 30 n 30 de secunde pn la terminarea experienei.In cazul

de fata, masuratorile au fost efectuate din 30 in 30 de secunde pana la o valoare a

timpului de 300 s. Datele obtinute sunt prezentate in figura de mai jos:

Tabel nr. 1.

Prezentarea datelor experimentale

t (s) (t), (mS)

0 0,31

30 0,32

60 1,85

90 1,4

120 0,78

140 0,45

180 0,38

210 0,35

240 0,32

270 0,31

300 0,31

4. Prelucrarea datelor experimentale

Volum reactor: 118.8 cm3

Debit volumetric:385 cm3/min

Tabel nr. 2.

Prelucrarea datelor exerimentale

t (s) (t), (mS) c(t) (t) - 0E(t), (s-

1)tE(t) E() 2E()

0 0,31 0 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

30 0,32 0,01 0,0001 0,0028 0,3378 0,0084 0,0010

60 1,85 1,54 0,0145 0,8713 0,6756 1,2896 0,5887

90 1,4 1,09 0,0103 0,9250 1,0134 0,9128 0,9375

120 0,78 0,47 0,0044 0,5318 1,3512 0,3936 0,7186

140 0,45 0,14 0,0013 0,1848 1,5764 0,1172 0,2914

180 0,38 0,07 0,0007 0,1188 2,0269 0,0586 0,2408

210 0,35 0,04 0,0004 0,0792 2,3647 0,0335 0,1873

240 0,32 0,01 0,0001 0,0226 2,7025 0,0084 0,0612

270 0,31 0 0,0000 0,0000 3,0403 0,0000 0,0000

300 0,31 0 0,0000 0,0000 3,3781 0,0000 0,0000


7/11

7

t V

D 7

60 159.2s (1)

ctdt

(c300 c0 2 ciN= ) 106.5 (2)

t ctdt

(t E300 t E0 2 t EiN= ) 88.8s

(3)

(4)

E t Et (5)

E (6)

Tabel nr. 3. Rezultatele integralelor

Rezultate

Integrale

(2) 106,05

(3) 88,80717

(6) 0,150689

Figura 2. Variatia conductivitatii in functie de timp

0,24

0,74

1,24

1,74

2,24

0 50 100 150 200 250 300 350

(mS)

t (s)

Variatia conductivitatii in functie de timp


8/11

8

Figura 3. Variatia functiei de distributie

5.

Calculul parametrilor modelelor utilizate

Calculul fractiei de goluri

Debitul volumetric de lichid

Diametrul reactorului

Inaltimea reactorului

Inaltimea umpluturii

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

E()

Funcia de distribuie

Dv 385 mL

mi

d 5.5 cm

hr 43 cm

hu 44 4 .5( ) cm

hu 39.5cm


9/11

9

Volumul reactorului

Volumul de umplutura

Volumul reactorului R

Durata medie de stationare

Durata de stationare in reactorul fara umplutura

Volumul de goluri

Vr hr d

2

4

Vr 1.022 103

m

Vu hu d

2

4

Vu 938.453mL

VR Vr Vu

VR 83.154mL

tmed 88.8s

Vr

Dv

159.211s

Vg Dvtmed 4.5cm d

2

4 VR


10/11

10

Fractia de goluri

Modelu l cu dispersie axiala

Acest model se bazeaza pe ecuatia:

Pe

Pe (7)

Parametrul care trebuie determinat este criteriul Pe. Inlocuind in relatia (7) valoarea

dispersiei axiale, se determina valoarea lui Pe ca fiind 9.27E+01.

Modelu l seri e R-D

+ (8)

Cu ajutorul ecuatiei (8) se obtine valoarea lui 0.18.

Graficul ce ilustreaza comparatia intre modelele de circulatie studiate in aceasta lucrare

poate fi observat in figura de mai jos.

Modelul R-D are punctul corespunzator maximului deplasat spre dreapta fata de cel

experimental, deoarece cand a fost propus, acest model nu a luat in considerare portiunea de

amestecare existenta deasupra umpluturii. Acest lucru poate fi observat in figura de mai jos.

Vg 0.38L

gVg

Vu

g 0.405


11/11

11

Figura 4. Compararea modelelor de circulatie

6. Concluzii

In urma efectuarii acestui experiment, se poate observa ca modelul de circulatie cel mai

apropiat de cel studiat este modelul R-D.

lab 2 reactoare n

Documents