Evaluación de un método aproximado de cálculo para el factor de efectividad no isotérmico - Cordero Sánchez, Mario Edgar (Universidad Autónoma Metropolitana, 2002)
Es de nuestro interés explorar la aplicabilidad de la metodología de linealización del término de reacción química, desarrollada por Marroquín y col. (1998, 1999), a la obtención aproximada de Factores de efectividad No-isotérmicos. Al aplicar la metodología de linealización, se conduce a la formación de un problema lineal de valores a la frontera en cuya solución aparece como argumento un parámetro análogo al módulo de Thiele, al que denominamos módulo de Thiele modificado (ψ ). Dicho parámetro en esencia está definido como la modificación del módulo de Thiele por los efectos de la no linealidad tanto en la concentración, como en la temperatura que se conservan tras la linealización del término de reacción del balance de masa o de calor. La metodología de linealización implementada se basa en la expansión en series de Taylor del término de reacción alrededor de las condiciones en algún punto de la partícula catalítica; la serie es truncada en el segundo término a manera de que el problema de difusión-reacción se transforme en un problema de valores a la frontera lineal, el cual puede ser solucionado de manera analítica. En el presente trabajo se exponen los resultados que se obtienen al implementar la metodología desarrollada por Marroquín y col. a la obtención aproximada de Factores de efectividad de partículas catalíticas porosas en las cuales los gradientes internos de temperatura tienen importancia significativa. La obtención aproximada del Factor de efectividad No-isotérmico se ha desarrollado para una de las reacciones químicas más sencillas ( A B → ) ;para la cual la expresión cinética para la velocidad de reacción es no lineal tanto en la concentración, como en la temperatura; además, es importante indicar que no se contempla el problema de desactivación de la partícula catalítica. Los resultados obtenidos para el Factor de efectividad No-isotérmico, provenientes de solucionar el problema linealizado, presentan una buena aproximación 1 Resumen para el caso de una reacción endotérmica, con respecto a la solución del problema original resuelto de forma numérica; y sin embargo, para el caso de una reacción exotérmica no producen los resultados esperados. Por último se presenta el resultado de un análisis para determinar las condiciones en las que la metodología de Marroquín puede aplicarse de manera aceptable a la predicción de Factores de efectividad No-isotérmicos.