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Institut National Polytechnique de Toulouse

ECOLE NATIONALE SUPERIEURE D’INGENIEURS EN ARTS CHIMIQUES ET TECHNOLOGIQUES

REACTEURS IDEAUX

Anne-Marie WILHELM Exercices : AM Wilhelm, P. Cognet, A.M. Duquenne

Cours :

Année Probatoire A Distance 2003-2004

GRANDEURS CARACTÉRISANT UN MÉLANGE RÉACTIONNEL

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Nous allons rappeler les définitions des grandeurs que nous utiliserons dans le cours. 1 - COMPOSITIONS (système fermé) Un système fermé n'échange pas de matière avec l'extérieur. Il évolue au cours du temps (du fait de la réaction chimique). P, V, T réaction A1, A2, A3, Volume V du réacteur, constituants Ai (Ai peut être un inerte ou un réactif ou un produit, c'est-à-dire un actif) Nombre de moles : ni de Ai nT = n + n I n = ∑ ni i Le nombre total de moles est la somme des nombres de moles d'actifs et d'inertes. n  - Concentrations molaires : C i = i ( par unité devolume ) V 

n  Ni = i  n - Titre molaire :  n x i = i nT 

/ actifs / total  x en phase liquide    y en phase gazeuse

Ni est un titre molaire par rapport aux constituants actifs, xi un titre molaire par rapport à tous les constituants du système. On utilisera xi pour des constituants en phase liquide et yi pour des constituants en phase gazeuse (comme pour les équilibres liquide-vapeur et la distillation). - Pression partielle : Pi = y i P = ni P = C i RT nT

(gaz parfait )

3 2 - GRANDEURS D'ÉCOULEMENT (systèmes ouverts) Un système ouvert échange de la matière avec l'extérieur : par l'alimentation (ou l'entrée) et par le soutirage (ou la sortie). Q1 Q2 Ai Entrée Te, Qe, Fie P, T, V réaction Aj Sortie Ts, Qs, Fjs

On suppose un mélange fictif des courants d'alimentation : on a donc à l'entrée du réacteur un fluide, de débit total Qe, qui contient les différents réactifs. Sur le schéma, par exemple : Qe = Q1 + Q2 Qe peut être différent de Qs s'il y a variation du nombre de moles, de la pression ou de la température et que le mélange est gazeux. Débit