Exercícios de Modelos fluídicos - Lista de Exercícios Resolvida

Dois tanques são conectados conforme ilustrado na figura abaixo:

Desenvolva o modelo matemático para esse sistema de maneira a encontrar a variação do nível dos tanques e .

A seguite reação elementar irreversível ocorre no reator elementar mostrado abaixo:

A velocidade de consumo do regemnte é dada por:

O conteúdo do reator está perfeitamente misturadao e a temperatura, o volume e a densiadade da mistura reagida podem ser consideradas constantes.

Suponha que as concentrações de entrada, , são constantes. Obtenha o modelo matemático para essas concentrações em função dos fluxos de entrada.

Um tanque de mistura mostrado na figura seguinte com volume de líquido e densisdade constante é usado para misturar duas correntes.

1. Assuma que o processo está operando por um longo período de tempo com uma vazão mássica de entrada de e e composição das correntes de entrada de e . Nesse contexto, qual é o estado estacionário de ?
2. Desenvolva o modelo matemático do sistema supondo que o nível de líquido possa variar.

Considere um tanque com fluxo de reciclo (recirculação)mostrado na figura abaixo. Objetiva-se estudar a dinâmica do nível , de acordo com o fluxo de entrada, , e a abertura das válvulas, . Considere densidade, , a área do tanque, , e a vazão de saída, , como constantes. Obtenha o modelo matemático do processo.

Encontre a função de transferência

Sabe-se que:

Considere constante.

A seguite reação elementar irreversível ocorre em um reator CSTR mostrado abaixo:

A velocidade de consumo do regente é dada por:

O conteúdo do reator está perfeitamente misturadao e a temperatura, o volume e a densiadade da mistura reagida podem ser consideradas constantes. A vazão de entrada, , também é constante.

Encontre a função de transferência . Onde e são as variáveis desvio de e .

Determine o modelo matemático que descreve a posição do pistão em função da pressão na câmara, , e da força, , aplicada.

Considere dois reatores de reservatório sob agitação em série com reciclo mostrado abaixo:

Você pode supor o seguinte:

• Cada reator está perfeitamente misturado e a temperatura é constante.
• Os volumes, e , são constantes e tabém as densidades das misturas que estão reagindo.
• O fluxo de entrada, , e o fluxo de reciclo, , são constantes.
• A reação química é basicamente de primeira ordem, e a taxa de ração é dada por .
• Os reatores estão inicialmente em estado estacionário com uma concentração de entrada .
• O retardo de transporte entre os reatores é desprezível.

Determine o modelo matemático para a concentração de no primeiro e no segundo reator.