Upload
alibudianto
View
130
Download
41
Embed Size (px)
Citation preview
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,