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INTRODUCCIN AL DISEO DE REACTORES PARA SISTEMAS HETEROGENEOSConceptos PreviosMezcla de Fluidos El problema de la mezcla de fluidos es de importancia en las reacciones qumicas (sistemas homogneos con reacciones muy rpidas y sistemas heterogneos).- macrofluido- microfluido

a) Mezcla de un solo fluido - Reactor Discontinuo - Reactor de Flujo Pistn - Reactor de Tanque Agitado

b) Mezcla de dos fluidos miscibles: - dos microfluidos - dos macrofluidos

Sistemas HeterogneosLas reacciones en que interviene ms de una fase se denominan heterogneas y constituyen un nmero importante de casos en la realidad.A su vez los sistemas heterogneos pueden ser catalticos o no.Los sistemas heterogneos pueden tener distintas combinaciones de fases: gaseoso-liquido, liquido-solido, gaseoso-solido-liquido, etc.

Existen dos factores:

- La complejidad de la ecuacin cintica: velocidad de reaccin va a estar dada no slo por lo que ocurre en el sitio mismo de reaccin sino tambin por la transferencia de las distintas especies de una fase a otra.-Los modelos de contacto en los sistemas de dos fases: Al tener ms de una fase podemos tener distintos comportamientos fluido dinmicos en cada una de ellas lo cual da lugar a distintos esquemas de contacto.ECUACIN CINTICA PARA REACCIONES HETEROGNEAS

Se toman en cuenta mas de un proceso. En los reacciones qumicas, para los sistemas heterogneas, los reactivos deben ponerse en contacto para que la reaccin pueda darse; por ejemplo, en la interfase.

Entonces estamos hablando de transferencia de materia que se acopla con la reaccin qumica.Ejemplo: reaccin heterognea catalizada por slidos. Tener en cuenta:

Definir velocidades respecto a una misma base.Lo compleja de la ecuacin cintica.Ejemplo 1:Sea la reaccin irreversible:Se efecta de acuerdo a la siguiente representacin:

El flujo de A por difusin hasta la superficie viene dado por:La reaccin es de primer orden con respecto a A, y la velocidad de reaccin basada en la unidad de superficie es:El componente A se difunde a travs de una pelcula en reposo hasta una superficie plana formada por B; despus reacciona A con B para dar el producto gaseoso R que se difunde a travs de la misma pelcula (en sentido contrario) hasta alcanzar la corriente principal del gas.Solucin:Ejemplo 2:

Repetir el problema anterior para el caso en que la etapa de reaccin sea de segundo orden con respecto al reactante A en fase gaseosa.

Solucin:Concepto de etapa controlante de la velocidadLinearizacin de una velocidad no linealOtra alternativa, consiste en sustituir la curva concentracin-velocidad por una recta aproximada y despus combinarla con los otros trminos de la velocidad , como en el ejemplo 1. para efectuar esta simplificacin se desarrolla en serie de Taylor la expresin de la velocidad no lineal y se toma solamente los trminos lineales.El mtodo de linearizacin no resulta tan sencillo ni adecuado como el de la etapa controlante, aunque a veces es necesario utilizarlo.Serie de Taylor:MODELOS DE CONTACTO PARA SISTEMAS DE DOS FASES

La ecuacin de diseo ha de deducirse para satisfacer la expresin cintica y el modelo de contacto.

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