Notas de Ingeniería de Reactores E-Book

Roberto Flores Velázquez

• Herausgeber: Editora Dialética
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Spanisch

Seitenzahl: 209

Veröffentlichungsjahr: 2025

Beschreibung

Este libro es una compilación de experiencias y problemas resueltos durante muchos años de la asignatura de Ingeniería de Reactores de la carrera universitaria de Ingeniería Química a nivel licenciatura en la Universidad Autónoma del Estado de Morelos. El objetivo es que sea una guía práctica a los estudiantes para la resolución de problemas, por lo que contiene únicamente una breve explicación y desarrollo conceptos teóricos elementales necesarios para entender la manera en que los problemas fueron resueltos. En ningún momento pretende sustituir las grandes obras de los autores Octave Levenspiel, Scott Fogler, J. M. Smith, entre otros, y se invita a los interesados a consultarlas para un aprendizaje más profundo y mayor entendimiento de los tópicos tratados, ya que este libro está basado en muchos de los conceptos contenidos en ellas. Finalmente, se menciona que en muchos de los problemas se muestra como usar herramientas computacionales para simplificar la resolución, sobre todo en aquellos casos donde se usan métodos numéricos con procedimientos iterativos, o bien la resolución de ecuaciones diferenciales y sistemas de ecuaciones no lineales complejas. Dichas herramientas computacionales son hojas de cálculo en Microsoft Excel, que es un programa de fácil acceso, y PolymathPlus que al momento de la redacción de este libro tiene una versión libre de fácil uso en internet.

Leseprobe

PRÓLOGO

Este libro es una compilación de experiencias y problemas resueltos durante muchos años de la asignatura de Ingeniería de Reactores de la carrera universitaria de Ingeniería Química a nivel licenciatura en la Universidad Autónoma del Estado de Morelos. El objetivo es que sea una guía práctica a los estudiantes para la resolución de problemas, por lo que contiene únicamente una breve explicación y desarrollo conceptos teóricos elementales necesarios para entender la manera en que los problemas fueron resueltos. En ningún momento pretende sustituir las grandes obras de los autores Octave Levenspiel, Scott Fogler, J. M. Smith, entre otros, y se invita a los interesados a consultarlas para un aprendizaje más profundo y mayor entendimiento de los tópicos tratados, ya que este libro está basado en muchos de los conceptos contenidos en ellas. Finalmente, se menciona que en muchos de los problemas se muestra como usar herramientas computacionales para simplificar la resolución, sobre todo en aquellos casos donde se usan métodos numéricos con procedimientos iterativos, o bien la resolución de ecuaciones diferenciales y sistemas de ecuaciones no lineales complejas. Dichas herramientas computacionales son hojas de cálculo en Microsoft Excel, que es un programa de fácil acceso, y PolymathPlus que al momento de la redacción de este libro tiene una versión libre de fácil uso en internet.

Sumário

1. CONCEPTOS BÁSICOS

1.1. La implicación de la ingeniería de reactores en la disciplina de la ingeniería química

1.2. Aspectos teóricos clave para una mejor comprensión de la ingeniería de reactores

1.3. Impacto de la ingeniería de reactores en los paradigmas de la ingeniería química

1.3.1. Paradigma de fenómenos de transporte

1.3.2. Paradigma de Procesos Sostenibles

1.3.3. Paradigma de la Ingeniería de la Complejidad

1.3.4. Paradigma de la intensificación de procesos

1.4. Relación de la ingeniería de reactores con la industria 4.0

1.6. Importancia de la ingeniería de reactores en el contexto de la ingeniería química verde y sus implicaciones en la sostenibilidad ambiental

1.6. Impacto de la ingeniería de reactores en las habilidades y competencias verdes

1.7. Definición de Reactor Químico

1.8. Tipos de Reactores Químicos

1.9. Diseño de Reactores Homogéneos Isotérmicos

1.9.1. Relaciones Estequiométricas Útiles

1.9.2. Sistemas de Densidad Variable

1.10. Termoquímica

1.11. Problemas propuestos

2. REACTOR INTERMITENTE ISOTÉRMICO

2.1. Ecuación de diseño

2.2. Sistemas de densidad constante

2.3. Sistemas de Densidad Variable

2.4. Tiempo del ciclo de reacción

2.5. Velocidad de Producción

2.6. Integración Numérica

2.7. Balance de Energía para el reactor por lotes

2.8. Operación adiabática de un reactor por lotes

2.9. Problemas Propuestos

3. REACTOR DE FLUJO CONTINUO DE MEZCLA COMPLETA EN ESTADO ESTACIONARIO (CSTR)

3.1. Tiempo espacial y velocidad espacial

3.2. Ecuación de diseño

3.3. Estabilización de un Reactor de Mezcla Completa

3.4. Reactores no Isotérmicos de Mezcla Completa

3.5. Problemas Propuestos

4. REACTOR DE FLUJO PISTÓN EN ESTADO ESTACIONARIO

4.1. Ecuación de diseño

4.2. Reactor de flujo continuo con recirculación

4.3. Reactor de flujo pistón en estado estacionario y operación adiabática

4.4. Reactor de flujo pistón en estado estacionario con intercambio de calor

4.4. Problemas Propuestos

5. REACTOR DE FLUJO NO IDEAL

5.1. El experimento en impulso

5.2. El experimento en escalón

5.3. Relación entre las curvas F y E

5.4. Distribución del tiempo de residencia en reactores ideales

5.4.1. Distribución del tiempo de residencia en reactores intermitentes y de flujo pistón

5.4.2. Distribución del tiempo de residencia en reactores de mezcla completa

5.5. Modelado de reactores con la distribución del tiempo de residencia

5.1.1. Reacciones unimoleculares de orden n

5.1.2. Reacciones bimoleculares y complejas

5.6. Problemas Propuestos