Flutuações Estocásticas para a Distribuição de Tempos de Residência em um Reator Tubular de Polimerização
Stochastic Fluctuations of Residence Time Distributions in a Tubular Polymerization Reactor
Pinto, José Carlos; Biscaia Junior, Evaristo C.; Vianna Junior, Ardson dos S.
http://dx.doi.org/10.1590/S0104-14282006000100007
Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol.16, n1, p.19-25, 2006
Resumo
A caracterização da fluidodinâmica de um reator tubular de polimerização foi realizada através da técnica de resposta a estímulo, sendo usada a perturbação com traçador. As curvas obtidas (F(t) como respostas às perturbações tipo degrau com traçador indicam que pode ocorrer comportamento fluidodinâmico complexo com modos aleatórios, pois são observadas oscilações da resposta F(t) em torno do valor 1, mesmo quando se mantêm as mesmas condições experimentais. Para explicar o comportamento oscilatório na segunda parte de F(t) foi proposto um modelo estocástico. Três são os parâmetros que compõem o modelo: a espessura da camada estagnada junto ao reator: representada pela posição radial no reator em que se posiciona a camada (ϕ); o intervalo de tempo em que ocorrem mudanças aleatórias na velocidade: (Δt); e a velocidade máxima de escoamento que a camada lenta pode alcançar junto à parede: (vm2). O modelo estocástico representa bem os dados experimentais obtidos, com conjuntos de parâmetros semelhantes nos vários experimentos, fatos que validam o modelo.
Palavras-chave
Modelo estocástico, distribuição de tempo de residência, reator tubular, polimerização
Abstract
The fluid dynamics of a tubular polymerization reactor is evaluated by tracer perturbation. The residence time distribution (F(t)) obtained experimentally seems to be governed by stochastic phenomena, since F(t) oscillations that cannot be explained by experimental errors are observed around the value 1. In order to explain the oscillatory behavior of F(t), a stochastic model was proposed. The model depends on three distinct parameters: the thickness of the stagnant layer placed near the reactor walls (1-ϕ); the characteristic time interval of the random fluctuations, Δt; and the maximum flow velocity of the stagnant layer, vm2. It is shown that the stochastic model represents the experimental data quite well and that similar parameters can be used to describe the results observed in all experiments.
Keywords
Stochastic model, residence time distribution, tubular reactor, polymerization
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