ATK MODEL KONVEKSI UNTUK ALIRAN LAMINER.doc

MODEL KONVEKSI UNTUK ALIRAN LAMINER

Saat tabung atau pipa cukup panjang dan cairan yang tidak terlalu kental, maka

dispersi atau tangki dalam model seri dapat digunakan untuk mewakili aliran dalam

vessel. Untuk cairan kental, satu telah aliran laminar dengan karakteristik profil

kecepatan parabolanya. Juga,. karena viskositas yang tinggi hanya ada difusi radial

sedikit antara unsur-unsur fluida lebih cepat dan lebih lambat. secara ekstrim kita

memiliki model konveksi murni. ini mengasumsikan bahwa setiap unsur dari slide fluida

sebelumnya berdekatan tanpa interaksi dengan difusi molekuler, sehingga tersebar di

waktu tinggal hanya disebabkan oleh variasi kecepatan, aliran ini ditunjukkan pada

Gambar 15.1 . chapter ini berhubungan dengan model ini.

15. 1. MODEL KONVEKSI DAN RTDnya

Menentukan model yang digunakan berdasarkan teori

Pertanyaan pertama yang ditanyakan adalah, "Model mana yang harus

digunakan pada keadaan tertentu??," Kondisi aliran (nomer Reynolds), dan geometri

kapal (ltd), tetapi pastikan untuk memeriksa bahwa sistem Anda tidak pada aliran

turbulen. Ingat bahwa tabel ini hanya memiliki arti jika sistem tidak pada aliran turbulen,

dalam tabel ini, adalah kebalikan dari number.it Bodenstein mengukur kontribusi aliran

yang dibuat oleh difusi molekuler. Rezim difusi murni bukanlah rezim yang sangat

menarik difusi murni bukanlah rezim yang sangat menarik karena merupakan sangat

sangat lambat lambat.

Gas yang mungkin dalam rezim dispersi, bukan rezim konveksi murni cairan

dengan baik dapat berada dalam satu

rezim atau yang lain.. Cairan sangat

kental seperti polimer cenderung

berada di regime.if konveksi murni

sistem anda jatuh dalam tak bertuan

tanah antara rezim, menghitung Gas

cenderung berada dalam rezim dispersi, bukan rezim konveksi murni cairan juga dapat

berada dalam satu rezim atau yang lain.. cairan sangat kental seperti polimer cenderung

berada di regime.if konveksi murni Anda sistem jatuh di tanah tak bertuan antara rezim,

menghitung perilaku reaktor berdasarkan dua rezim dan coba rata-rata. Akhirnya sangat

penting untuk menggunakan jenis yang tepat dari model karena kurva RTD sama sekali

berbeda untuk rezim yang berbeda. Sebagai ilustrasi, gambar 15.3 menunjukkan kurva

RTD khusus untuk rezim tipe ini .

Gambar 15.2

Gambar 15.3

Menentukan model yang digunakan berdasarkan percobaan

Cara paling tajam dari eksperimental membedakan antara model datang dengan mencatat bagaimana pulsa atau pulsa masukan ceroboh spread pelacak ketika bergerak hilir saluran aliran. misalnya, perhatikan aliran, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.4. penyebaran atau tangki dalam model seri

keduanya stochasticmodels, dengan demikian, dari eq. 13,8 atau eq. 14.3. kita melihat bahwa ragam tumbuh linier dengan jarak atau

Model konvektif merupakan model deterministik, sehingga penyebaran pelacak tumbuh secara linear dengan jarak atau

Kapanpun kita memiliki ukuran-ukuran dari σ pada tiga poin , gunakan test ini untuk menunjukkan model mana yang digunakan. Lihat pada Figure 15.4

atau jika

pulse respon percobaan dan kurva E untuk aliran laminar pada pipa bentuk kurva respon sangat dipengaruhi oleh cara tracer diperkenalkan ke dalam fluida yang mengalir, dan bagaimana ia diukur. Anda mungkin inject atau mengukur pelacak dalam dua cara utama, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15.5.

karena itu kita memiliki empat kombinasi kondisi batas, seperti yang ditunjukkan pada gambar 15,6 masing-masing dengan kurva E sendiri khususnya. E kurva ini ditunjukkan pada Gambar 15.7.Seperti dapat dilihat pada Gambar 15.7, E, * E, dan E ** kurva sangat berbeda, satu dari yang lain.

E adalah kurva respon yang tepat untuk keperluan reaktor: itu adalah kurva dirawat di bab 11 dan itu merupakan representasi RTD di kapal

* E dan E * adalah identik selalu, jadi kita akan menyebut mereka * E dari sekarang. Salah satu koreksi untuk kondisi batas planar akan mengubah kurva ini ke RTD yang tepat

E ** membutuhkan dua koreksi, satu untuk masuk, satu untuk keluar, untuk mengubahnya ke RTD yang tepat

mungkin lebih mudah untuk menentukan * E atau E ** daripada E. ini baik-baik saja. Namun, ingat untuk mengubah kurva ini tracer diukur E kurva sebelum menyebutnya RTD tersebut. Mari kita lihat bagaimana membuat transformasi ini.

Gambar 15.6

Gambar 15.7

untuk pipa dan tabung dengan profil kecepatan parabolik mereka kurva berbagai pulsa respon ditemukan sebagai berikut :

Dimana µ, µ*, dan µ** adalah nilai dari kurva yang terukur.

catatan hubungan sederhana antara E, * E, E **. sehingga setiap saat kita dapat menulis

atau dimana

Langkah respon percobaan dan kurva F untuk aliran laminar pada pipa. Ketika kita melakukan eksperimen dengan switching dari satu fluida ke fluida yang lain, kita menentukan kurva Cstep (lihat chapter 11), darimana kita seharusnya dapat menemukan kurva F. input ini selalu menunjukkan input flux, selama outputnya dapat menjadi planar ataupun flux. Thus kita hanya memiliki dua kombinasi.

Seperti yang terlihat pada fig. 15.8. Dengan dua kombinasi dari kondisi , persamaan dan grafiknya didapat dari Eq. 6 dan fig. 15.9.

Juga setiap kurva F dihubungkan pada korespondennya, kurva E.

Hubungan yang relevan antara E dan F

Kurva E untuk Non-newtonians dan untuk non-circular channels

karena plastik dan nonnewtonians sering sangat kental biasanya mereka harus diperlakukan dengan model konvektif bab ini. E, E *, E ** kurva untuk berbagai situasi selain fluida newtonian dalam pipa melingkar telah dikembangkan, misalnya.

untuk fluida kuasa hokum

untuk plastik Bingham

kurva E juga telah dikembangkan

untuk falling film untuk aliran antara pelat paralel dimana pengukuran garis yang dibuat daripada di seluruh bagian kapal

lintas

persamaan E ini dan grafik yang sesuai ditambah sumber untuk analisis berbagai lainnya dapat ditemukan di Levenspiel, (1996)

15. 2 KONVERSI KIMIA PADA REAKTOR ALIRAN LAMINER

Single n-th order reaction

Untuk reaksi orde nol dari Newtonian pada aliran laminar dalam sebuah pipa, hasil integral pers diatas menghasilkan ::

Untuk reaksi orde satu dari Newtonian pada aliran laminar dalam sebuah pipa ::

Dimana ei(y) adalah integral eksponensial, lihat chapter 16.

Untuk reaksi orde dua dari Newtonian pada aliran laminer dalam sebuah pipa::

Multiple Reaction pada aliran laminar

Berdasarkan dua step reaksi irreversible orde pertama pada rangkaian seri

Karena aliran laminar represent deviasi dari plug flow,