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14/10/2012 #21
Moderador general

Avatar de DOSMETROS

. . . además que no es lo mismo hacerlo con agua o con acetona técnica . . . ¿ no ?


Glub , glub . . . hace agua
14/10/2012 #22

Avatar de guille990

Yo saque la cuenta con agua solo para tener un equivalente en calorías ya que no se como hacerlo de otra manera, si es cierto que una vez que el agua pasa los 100 grados la cuenta es distinta, pero la idea de la cantidad de calorías creo que es parecida porque se toma el agua como universal, aunque se trabaje con otro fluido (en las estufas y calefactores lo que se calienta es aire pero se miden en calorías y se utiliza una cuenta similar a la que hice); también en ningún lado se menciona lo que va a ir dentro del recipiente ni el material con que esta construido este.
15/10/2012 #23

Avatar de marcunni24

Gracias guille990 por el análisis, y fernandob por comentar, y los esquemas! (tmb a los que ya venían comentando!).

Les pido disculpas pero, como dije antes, en gran parte gracias a mi total ignorancia del tema (muchísimas de las preguntas que me hicieron ni siquiera me las había planteado, con lo cual pensaba que era algo "más simple" de estimar a ojímetro) quizás se complicó todo mucho más de lo que debería haberlo hecho.

Queriendo simplificar la cosa para no enrollarlos con cosas técnicas, realmente se perdió un poco el punto.
El reactor en cuestión es un 'reactor de reformado'. Lo que ingresa es agua y etanol, la mezcla se calienta y se produce una reacción química.
Como dije antes, actualmente se calienta con un quemador, y lo que se pretende es utilizar una resistencia.
A ver si puedo aclarar un poco, me he puesto en campaña y averigüé algunas cosas.

Había dicho: "El reactor tiene una camisa metálica, y sino entiendo mal, eso es lo que debe calentarse".
Lo que no me di cuenta es que, por la camisa metálica, circula AIRE CALIENTE. Ahí está el quid de la cuestión.
Yo no tengo que calentar el líquido directamente, ni tampoco calentar el metal. La idea es calentar aire a unos 900ºC, y que eso transfiera el calor al líquido.
Pido disculpas, dado que básicamente dije otra cosa de lo que era. En realidad no me había enterado bien de cómo era el sistema.

Tampoco tengo que calentar 30 litros, vaciar, calentar nuevamente, etc. Como escribí por ahí: "En realidad, es una reacción química continua. Lo que complica más aún la cuestión, ya que continuamente están entrando nuevos reactivos, y saliendo el producto. Esto genera obviamente fluctuaciones en la temperatura. Pero bueno, justamente la gracia es poner una resistencia calefactora, y luego arriba un sistema de control, que mantenga la temperatura lo más constante posible"

Según entiendo, con calentar el aire a 900º, se alcanza la temperatura deseada. Para compensar posibles fluctuaciones, entiendo que la idea es poder generar más temperatura (unos 1000º C digamos, con lo que se cubrirían los "peores casos" de fluctuación de temperatura), y luego simplemente mandar menos corriente a la resistencia calefactora (con el sistema de control), para ir manteniendo la temperatura lo más constante posible.

Por fin, adjunto una foto del reactor. Otra vez, estaba equivocado. 30 litros era el recipiente TOTAL, pero DENTRO del mismo, el volumen en el que efectivamente circula el líquido es de 3,3 litros. Y el volumen de la camisa de aire caliente (quizás más importante) es de 6,2 litros. Todo está rodeado de material refractario y luego aislante, con lo cual hay buena aislación térmica.

Me parece que el planteo se ha simplificado bastante así. Debo calentar un volumen de aire de 62cm^3. Lo de los 10seg, no es una restricción absoluta. Lo había puesto como un estimativo. De nuevo, la idea era que tarde lo menos posible, no que sea instantánea.

Gracias de nuevo a todos por la colaboración. Y disculpen si con la "malinformación" les hice perder tiempo. No fue intencional!.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: png reactor.PNG (57,6 KB (Kilobytes), 16 visitas)
15/10/2012 #24

Avatar de guille990

Hay algo que no entiendo, ¿lo que tiene que estar a 1000ºC es el aire? porque el agua a 150ºC ya ni a una gran presión se mantiene liquida, pasa a lo que se denomina vapor saturado, osea, todo vapor. y el etanol tiene un punto de ebullición mas bajo que el agua todavía, asique ¿juntos a que temperatura tendrían que llegar para que no pase lo del esquema de fernandob o que estén a una presión relativamente peligrosa?
15/10/2012 #25

Avatar de marcunni24

Sí, eso es lo que quise aclarar antes. Lo que se debe calentar a 1000º es el AIRE.
Y sí, ni el agua ni el etanol se mantienen líquidos, ese no fue nunca el objetivo. Justamente, lo que se pretende fabricar es Hidrógeno, que es un gas.
Tanto el agua como el etanol deben estar en estado gaseoso, de hecho cuando entran al reactor, lo hacen a 126ºC.
La presión dentro del reactor es de 3 atmósferas (aprox 304 KPa).

La pregunta sería (ahora correctamente formulada, espero):
Si tengo unos 33cm^3 de gas a 126ºC, rodeados por una camisa metálica, por donde circulan unos 62cm^3 de aire caliente a 1000ºC. Y además consideramos variaciones de temperatura debido a que continuamente están entrando y saliendo elementos. ¿Qué potencia hace falta entregarle a la resistencia calefactora para obtener esos 1000ºC?
¿Y cuántos fenómenos termodinámicos (de transferencia de calor del aire a 1000º hacia el gas dentro del tubo, por ej) se producen?

(Parece una pregunta al estilo: "sabiendo que un tren A sale de la ciudad a las 10hs, y un tren B sale de otra a las 11.15hs, calcule el volumen de Plutón")
15/10/2012 #26

Avatar de guille990

[aviso que los apuntes de termodinámica se los preste a mi hermana y por ahora estoy a lo que me acuerdo de la materia]
Según lo que comentas, como los fluidos ya entran a temperatura de reacción, no es necesario calentarlos, solo mantenerlos a la temperatura constante. Osea si calentas solo el aire que rodea al reactor:
Q = m*c*dT donde dT = Tf - Ti = 130ºC - 20ºC = 110ºC, Q : cantidad de calor o energía en kJules
la masa es 0.062m^3 * 1.2kg/m^3 = 74.4kg y c : calor específico del aire es 1.007 kj/kg*ºC
todo esto da algo así como 8241kJ
si 3600 kJ = 1kWh
...8241 kJ = 2.3kWh osea una resistencia de 2300W y un caudal de 0.62m^3 por segundo
igualmente es un calculo aproximado ya que hay que tener en cuenta el caudal y la presión del aire dentro de la cámara pero con esto te podes dar una idea.
Pero si la cámara de aire es estanca tendría que llevar una resistencia mucho mas chica pero para eso habría que calcular solo las perdidas de temperatura del recipiente que no las conozco
19/11/2013 #27


Ya se que el tema lleva mucho tiempo sin decir na y que el proyecto ha acabado, por curiosidad, como fue? Salio bien? Y otra duda, 900 grados, aire y agua; aguanta el tubo metalico?!! Trabajo con hornos grandes metiendo gases y liquidos dosificando, en continuo al estilo que tu proyecto y andamos en 1100 grados y lo que usamos son tubos ceramicos porque de metal para esas temperaturas no sirven

Saludos
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