Compiti ed esercitazioni VERIFICATO
reattori ideali
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Questa raccolta presenta esercizi risolti dettagliati sui reattori chimici ideali, includendo reattori Batch, PFR (Plug Flow Reactor) e CSTR (Continuous Stirred-Tank Reactor). Gli esercizi coprono l'applicazione dei bilanci di materia per diverse cinetiche di reazione (ordine zero, primo, secondo, terzo, Michaelis-Menten, irreversibili, reversibili, in serie e in parallelo), calcolo delle costanti cinetiche, determinazione delle concentrazioni delle specie chimiche nel tempo, gradi di conversione e tempi di reazione. Ideale per lo studio approfondito dei principi di ingegneria chimica e la preparazione agli esami.
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- Reattori Batch:
- Analisi cinetica e bilanci di materia per reazioni irreversibili (ordine zero, primo, secondo) e complesse (serie, parallelo, Michaelis-Menten).
- Calcolo di tempi di reazione (per conversione specifica, esaurimento), costanti cinetiche, e concentrazioni delle specie chimiche.
- Problemi con condizioni iniziali stechiometriche e non, e determinazione di concentrazioni a tempi lunghi.
- Reattori PFR (Plug Flow Reactor):
- Confronto con CSTR per la stessa conversione e dimostrazione dell'indipendenza dall'ordine di collegamento per cinetiche di ordine zero.
- Calcolo di lunghezza del reattore, portata volumetrica e grado di conversione per diverse cinetiche (elementari e non, inclusa Michaelis-Menten).
- Analisi di reattori PFR in serie e l'impatto delle modifiche geometriche sulla conversione.
- Reattori CSTR (Continuous Stirred-Tank Reactor):
- Bilanci di materia in condizioni stazionarie e transitorie per reazioni in serie e parallelo con cinetiche di ordine zero, primo, secondo e terzo.
- Determinazione di concentrazioni in uscita, portate molari, volumi del reattore e gradi di conversione.
- Analisi di scenari di processo complessi, inclusi transitori causati da variazioni di alimentazione o arresto della reazione, e confronto di CSTR in serie.
- Gli esercizi includono l'applicazione di equazioni differenziali, integrazione e risoluzione di sistemi algebrici per modellare il comportamento dei reattori chimici ideali.
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