Análisis térmico, modelamiento matemático y simulación de un reactor de agitación discontinuo para volumen específico

  • Humberto Rolón-Ortiz Universidad Francisco de Paula Santander
  • Carlos Acevedo-Peñaloza Universidad Francisco de Paula Santander
  • Yesenia Villamizar-González Universidad Francisco de Paula Santander

Resumen

El presente trabajo expone el análisis térmico y modelamiento matemático de un reactor de agitación discontinuo. Se implementó una fase de adquisición de datos en cuanto a funcionamiento y utilidad de los reactores de agitación. Posteriormente, se aplicaron los conceptos de termodinámica, mecánica de fluidos, transferencia de calor y transporte de materia para realizar el respectivo análisis térmico y así determinar la energía contenida y transferida en los fluidos utilizados. Por último, se dedujo un modelo matemático en el software EES para comprobar su comportamiento, teniendo en cuenta las variables operativas sometidas a diversos tipos de fluidos. Además, se simuló el entorno físico-químico del reactor para validar los datos calculados y compararlos con los valores experimentales, relacionando la geometría del equipo con las condiciones de trabajo y las especificaciones del producto final.

Palabras clave: mecánica de fluidos, reactor de agitación, termodinámica, transferencia de calor

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Citas

G.Castellar, E.R.Angulo, B.M.Cardozo, “Transesterification vegetable oils using Heterogeneous catalysts”, Prospect, Vol 12, N° 2, pp. 90-104, 2014. Disponible en:
http://www.scielo.org.co/pdf/prosp/v12n2/v12n2a10.pdf

T. Leevijit, C. Tongurai, G. Prateepchaikul, W. Wisutmethangoon, “Performance test of a 6-stage continuous reactor for palm methyl ester product ion”, Bioresource Technology, Vol 99, pp. 214–221, 2007.

S.D. Romano, E. González Suárez, M.A. Laborde, “Combustibles Alternativos”, Ed.1era. Buenos Aires, Argentina. Ediciones Cooperativas. 2005.

M. Fangrui, A. Milford, Hanna, “Biodiesel production: A Review”, Bioresource Technology, Vol 70, pp. 1-15. 1999.
[5] S. Furuta, H. Matsuhashi, K. Arata, “Biodiesel fuel production with solid amorphus-zirconia catalysis in fixed bed reactor”, Biomass and Bioenergy, Vol 30, pp. 870-873. 2006.

W.G. Morales, P. Dagnino, A. Diaz, N. Polich, A. Sequeira, E. Chamorro, “Proceso semicontínuo en la transesterificación de triglicéridos de semilla de algodón”, Grupo de Investigación en Química Orgánica Biológica (QUIMOBI). Pp. 1-8. 2014. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/267234769

K.G. Denbigh, J.C. Turner. “Introducción a la teoría de los reactores químicos”. Editorial Limusa. México. pp. 83-99. 1990.

M. Bayas, “Diseño y construcción de un reactor continuo de mezcla completa”. Trabajo de grado de Ingeniero Químico. Ecuador. Facultad de Ciencias. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. 2011. Disponible en:
http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/1968

M. Dolors Grau Vilalta. “Estudio del comportamiento de reactores discontinuos y semicontinuos: modelización y comprobación experimental” Universitat Politècnica De Catalunya. Director: Lluis Puigjaner Corbella. 1999. Disponible en:
http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/6463/02_grauVilalta_capitol_1.pdf;jsessionid=D7342C7FADDC5E1B0DBD4090299A32D7?sequence=2

C. Hernández Pedrera, M. Rivera Soto, R. Matos Durán, Y. Piñó Cuenca. “Estudio de sensibilidad paramétrica en reactores continuos con agitación”. Facultad de Ingeniería Química, Universidad de Oriente, Santiago de Cuba, Cuba. RTQ vol.34 no.1. 2014. Disponible en:
http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2224-61852014000100006

W. McCabe, J. Smith, P. Harriott. “Operaciones unitarias en ingeniería química”. Seccion III y IV. Editorial McGraw Hill. Séptima edición. México. 2007.

D. Kern. “Procesos de transferencia de calor”. Trigésima primera reimpresión. Traducido por Ing. Nicolás Marino Ambrossi. Mc Graw Hill Book Company, Inc. 1999.

S. A. Klein. Handbook Engineering Equation Solver EES. F-Chart Software. 2016.

F. Incropera. “Fundamentos de transferencia de calor”. Cuarta edición. Traducido por R. Cruz, Investigador Fundación Javier Barros Sierra. México. Prentice Hall. 1999.

D. Villa, D. Hincapié, y E. Torres, “Simulación computacional de la transferencia de calor en herramientas usadas en soldadura por fricción-agitación,”. Rev. UIS Ing., vol. 14, no 2, p.p. 19-26, 2015. DOI: https://doi.org/10.18273/revuin.v14n2-2015003

Dassault Systemes. Guia de usuario Solidworks Flow Simulation. 2016.

G. Valle-Tamayo, L. Valbuena-Luna, C. Rojas-Beltrán, M. Cabarcas-Simancas, “Modelo numérico para el análisisy el diseño de redes de tuberías para flujo bifásico,” Rev. UIS Ing., vol. 17, no. 2, pp. 201-214, 2018. DOI: https://doi.org/10.18273/revuin.v17n2-2018018

J. Matsson. An introduction to SolidWorks Flow Simulation. Edition 2013. U.S.A. SDC Publications. 2013.
Publicado
2019-01-01