Cálculo de la evolución de una descarga en escalón para flujo pistón con dispersión axial y reacción de primer orden

El laboratorio virtual estudia los fenómenos conjuntos de transporte convectivo, dispersión axial y reacción en un sistema con flujo pistón. Partiendo del sistema recorrido por un flujo continuo con una concentración base se simula en la salida del sistema los efectos de una descarga en la entrada con una determinada concentración pico y de una duración determinada. Los cálculos se efectúan mediante el método de diferencias finitas empleando condiciones límite derivadas del enunciado del problema. El ejemplo resulta interesante en ingeniería química y medioambiental pues responde a casos como los de reactores con relleno o descargas de contaminantes en ríos. Para una mejor comprensión, la representación se efectúa con coordenadas adimensionales. Entre los objetivos que pretende este laboratorio virtual están: - Ayudar a entender la interconexión de las variables de flujo y las propiedades relativas al componente. - Demostrar como el uso de variables adimensionales facilita la comprensión del sistema. - Transmitir la utilidad de los métodos numéricos en la resolución de problemas de ingeniería.
Se recomienda partir de valores por defecto de la concentración base (C0) y la concentración pico en la entrada (C1), así como de la longitud del sistema. El alumno debe manipular por este orden las variables del sistema, volviendo de nuevo al valor de la variable antes de la siguiente prueba: 1) Velocidad de flujo (m/s) 2) Duración adimensional de la concentración pico (ésta es el cociente entre el tiempo y el tiempo medio de residencia del sistema (TMR = L/v) 3) La dispersión axial del componente (m2/s) 4) El parámetro cinético de desaparición del componente.