19
A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante

A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante

A. Frías-Ferrer, J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz

Dpto. Química Física

Universidad Alicante

Page 2: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante

Conception of thereactor design

Ex: filter press cells, rotating cilinderelectrode, etc..

Reaction Design

It can be done before(ex, several organicreactions) or in parallel to the designstage

Laboratory scale

Usually in small cells (up to 1 A). Ideally theworking conditionsshould be similar toindustrial system. Pilot plant scale

Very important for the designprocess. Typical currents up to 100 A. A lot of projects failin this stage.

Industrial scale

About 2 years after theinitial reactor conception.Typical currents up to 1000 A. (pharmaceuticalproducts)

Reactor Characterisation, modelling and modifications

There are severalmodifications since the initialdesign. Usually uneven flowdistributions or currentdeficiencies are corrected

Page 3: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante

Studies

• Hydrodynamics

• Mass Transport

•RTD Studies

•CFD Studies

•Direct flow visualization

•Km Studies

•RTD Studies

Page 4: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante

UA63.03

Page 5: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante

Vstat

Vdyn

cstat

cdyn

Page 6: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

0,18

0,2

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

t / s

E

0 10 20 30 40 50

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

Re = 129

Experimental Model

E

t / s

Page 7: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante

Cu2+ + 2e- → CuRe ↑↑↑↑

Page 8: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante
Page 9: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante
Page 10: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante
Page 11: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante

∂∂

+∂∂

∂∂+

∂∂−=

∂∂

+∂∂

i

j

j

i

jij

jii

x

v

x

v

xx

p

x

vv

t

v ηρ Finite Element Method

CFD (Computer Fluid Dynamics)

Navier - Stokes

Page 12: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante
Page 13: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante

Vinlet

Pressure

Page 14: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante

Vstat

Vdyn

cstat

cdyn

Page 15: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante

When a compartment is working at a giving Reynolds number we are supposing that all the compartment is working at the flow velocity that generates that Re. But it is not true. There are fast areas and slow areas or dead volumes inside the compartment. In this way, we can estimate that all the points inside the compartment working under a 45% of the theoretic velocity for this Re number are dead zones or dead volumes. And all the points working above that velocity are active areas.

Page 16: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante

Re Active Zone

129 58 %

200 58 %

271 59 %

414 74 %

Re Active Zone

129 63 %

200 55 %

271 55 %

414 74 %

Page 17: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante

Re Error betweenRTD – CFD

129 8 %

200 4.5 %

271 7 %

414 0.014 %

Page 18: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante
Page 19: A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A ...€¦ · A. Frías-Ferrer , J. González-García, V. Montiel and A. Aldaz Dpto. Química Física Universidad Alicante