UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE

FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS GEOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL QUÍMICA

Segundo Taller COMSOL

Asignatura: Diseño de reactores heterogeneos.

Profesor: Rodrigo Rojas Ardiles.

Ayudante: Diego Poblete.

Alumnos:

Viviana Espinoza. Álvaro Cortés. Pablo Cereceda. Jonathan Matson.

1.- ¿Qué es COMSOL y cuál o cuáles son sus limitaciones en la ingeniería de procesos?

Es un software de análisis y resolución por elementos finitos para variadas aplicaciones como física e ingeniería, (Modelos metafísicos) modela cualquier proceso físico que se pueda describir mediante ecuaciones en derivadas parciales.

Una definición más exacta sobre COMSOL que es un software en la que modela, analiza, y simula fenómenos físicos en 3D.

Limitaciones: se limitan al interface del usuario.

Es te software tiene una curva de aprendizaje muy alta.

Tiene dificultad en el modelado de fluidos.

2.- a que se refiere un sitio activo y realice un balance de sitios

Sitio activo

Un sitio activo es un compuesto químico, que sirve para hacer llegar a una energía de activación alta a una reacción química sin destruirse. Este compuesto se llama CATALIZADOR, el cual aumenta la velocidad de coalición molecular sin calor adicional produciendo un proceso llamado catálisis. Por otro lado, el sitio activo es conocido como una pequeña abertura o hendidura en la estructura tridimensional del catalizador donde se lleva a cabo la reacción.

Balance de sitios

El balance de sitios se representa de la siguiente manera

C t=C v+C cs+Cbs

Donde:

Ct representa el balance total de sitios

Cv representa los sitios vacios en los cuales no se deposito ningún componente

Ccs representa la concentración del componente “c” en el catalizador ubicado en algún sitio activo

Cbs representa la concentración del componente “b” en el catalizador ubicado en algún sitio activo

3.- Explique el fenómeno físico que ocurre en el modelo “transport and adsorption” realizado en comsol

El fenómeno físico que ocurre en el modelo es el de transporte y absorción de compuestos en una superficie que actúa como catalizador para producir la reacción química deseada dentro de los sitios activos de esta para luego realizar una desorción y producir el producto deseado

Las reacciones que ocurren en modo general son las siguientes:

Adsorcion :C+S⬌CS

Rx .Qcq :CS⬌P+BS

Desorcion :BS⬌B+S

4.- obtenga las figuras 3.2, 3.3 y 3.4 que aparecen en el modelo obtenido en comsol

5.- ¿qué es mejor, aumentar la difusión del gas o las constantes de reacción? (compare solo con una velocidad). Grafique y compare

Aumentando 1000 veces la disfusividad del gas, el grafico resultante es el siguiente:

Aumentando 1000 veces la velocidad de adsocion , el grafico cambia :

6.- ¿que influye más, aumentar la concentración inicial o la concentración de sitios activos?

Comparando el cambio en los sitios activos y la concentración inicial:

Aumentando el 50 % la concentración inicial, el grafico es el siguiente:

Por otro lado aumentando en un 50 % la cantidad de sitios activos, el grafico resultante es el siguiente: