APLICACIONES DEL CALCULO INTEGRAL EN DISEÑO DE REACTORES QUÍMICOS

APLICACIONES DEL CALCULO INTEGRAL EN DISEÑO DE REACTORES QUÍMICOS

Objetivos:

• Objetivo General:

Reconocer la gran importancia que posee el cálculo integral dentro de la ingeniería química, específicamente a la hora de llevar a cabo el diseño de reactores químicos

• Objetivos Específicos:

• Conocer acerca de lo que es un reactor y algunos tipos que existen.
• Reconocer la importancia de un buen diseño del reactor dentro de la ingeniera química, y el ámbito industrial.
• Conocer algunas ecuaciones del cálculo integral, que rigen el comportamiento de los reactores químicos.
• Mostrar como es el proceso de escoger las distintas condiciones de un reactor químico, para que estas a su vez, puedan satisfacer determinados requisitos
• Tener en cuenta el componente esencial que es un reactor para efectuar un cambio químico

Justificación:

Es importante llevar a cabo esta investigación, ya que así, podemos tener una visión más amplia de cuán necesario es el cálculo integral tanto dentro de la ingeniería química, como el al ámbito industrial, ya que su utilidad es enorme, sin él, la ciencia y la tecnología moderna no serían del todo posibles, ya que la mayoría de todas estas cosas, se rigen por funciones y ecuaciones, características del mismo, el cual como por ejemplo, nos permite dar soluciones estandarizadas o alternas a problemas complejos, como lo es el diseño de reactores químicos (los cuales son un componente esencial para efectuar un cambio químico, ya que este  determina el curso que debe seguirse al diseñar un proceso), y además mostrar que si posee diversas aplicaciones dentro de la carrera, ya que por medio de la práctica del mismo adquirimos agilidad mental, y además con esta, la capacidad de estudiar un problema o un fenómeno, llevar un conducto regular en la resolución del mismo, y así poder dar una respuesta que sea eficiente, precisa y exacta.

Balances de Materia (BM)

La aplicación de los BM no es conceptualmente complicada, y sus fundamentos teóricos pueden consultarse con detalle en textos como los que se incluyen en la sección de búsqueda de información [Balances de Materia y Energía], junto con numerosos ejemplos de aplicación a diferentes operaciones y procesos. A continuación se repasan las ideas básicas para el planteamiento de los BM, y se indican posibles estrategias para su utilización en el PFC.
Los BM se basan en la ley de conservación de la materia, la cual, rigurosamente hablando, hay que aplicarla al conjunto materia-energía, y no a la materia o energía por separado. Sin embargo, en las condiciones que se dan en los procesos industriales objeto de los PFC en la UGR, al no abordarse el caso de los reactores nucleares, no existe transformación de materia en energía o viceversa, con lo que la forma general del balance de materia TOTAL a un sistema, será:

[pic 1]

La forma del balance a cada uno de los componentes será la misma, excepto cuando existe reacción química, ya que en ese caso habrá que considerar la aparición o desaparición de los componentes individuales por efecto de la reacción (sin embargo la masa total del sistema nunca variará). Por ello el BM al componente ‘i’ tendrá la forma:

[pic 2]

Una situación muy frecuente es que el proceso sea continuo, con lo cual el término de acumulación será 0.
Tal y como se ha indicado los BM se pueden aplicar a una unidad de proceso (un equipo), como a todo el proceso completo. Para una unidad o equipo, podrán plantearse tantos BM independientes como componentes intervienen en el mismo, y a un proceso completo se le podrán plantear un número de BM independientes igual a la suma de los de todas las unidades del mismo, entendiendo como unidades de un proceso los equipos u operaciones que lo integran. Además, en algunos casos existen relaciones impuestas entre las distintas corrientes que nos pueden servir como ecuaciones adicionales a los BM.

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