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Université A.Mira Béjaia 2019/2020 Faculté de Technologie Département de Génie

Université A.Mira Béjaia 2019/2020 Faculté de Technologie Département de Génie des Procédés L3 Module : Réacteurs Homogènes Devoir de Maison Exercice 1 Un bassin de traitement d’eaux usées de volume V = 300 m3 est alimenté par un courant d’alimentation de débit Q0 = 36 m3/h contenant un polluant A de concentration initiale CA0 = 1 mol/m3, qui peut être dégradé selon une cinétique de premier ordre : A → Produits ; k=0,36 h-1 1. Si la concentration résiduelle mesurée dans le courant de sortie est CAs = 0,18 mol/m3, en déduire l’avancement X de la réaction de dégradation de ce polluant dans ce bassin. 2. Si ce réacteur était un réacteur parfaitement agité ouvert idéal : a- Quel devra être son volume pour assurer l’avancement du bassin réel (en 1) ? b- Quel sera l’avancement de sortie si on garde le même volume que le bassin réel ? 3. Si ce bassin était un réacteur à écoulement piston idéal : a- Quel devra être son volume pour assurer l’avancement du bassin réel (en 1) ? b- Quel sera l’avancement de sortie si on garde le même volume que le bassin réel ? Exercice 2 Soit la réaction en phase gazeuse suivante : 2A (g) → 3B (g) Cette réaction a lieu dans un réacteur tubulaire de type piston à température et pression constante ( P = 1,8 atm et T = 25°C) et la constante de vitesse k = 0,05 ℓ/mol.s. Sachant que ce réacteur est alimenté par un courant gazeux de débit Q0 = 1ℓ/min contenant 20% mol de A et 80% mol d’inertes (I) : 1. Calculer le temps de passage nécessaire pour atteindre une conversion de 60% de A. On répondra à cette question en utilisant la méthode analytique, la méthode numérique et enfin la méthode graphique. 2. En déduire le volume du réacteur. 3. Calculer la longueur nécessaire pour atteindre cette conversion, si le diamètre intérieur de ce réacteur est de 10 cm. 4. Calculer le volume du réacteur agité ouvert fonctionnant sous les mêmes conditions que le réacteur à écoulement piston. 1 Dr N.Kechroud et Dr N.Hamaidi Université A.Mira Béjaia 2019/2020 Faculté de Technologie Département de Génie des Procédés L3 Module : Réacteurs Homogènes REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Abderrahmane. MIRA – BEJAIA Faculté de Technologie Département de Génie des Procédés Licence 3 Réacteurs Homogènes Réalisé par: ……………………. …………………. ……………………. …………………. ……………………. …………………. ……………………. …………………. ……………………. …………………. Sous-groupe: ………. Année universitaire 2019 / 2020 2 Dr N.Kechroud et Dr N.Hamaidi Devoir de maison Q0 CA0 CAS Q0 XAS V Université A.Mira Béjaia 2019/2020 Faculté de Technologie Département de Génie des Procédés L3 Module : Réacteurs Homogènes Solution Exercice 1 : A → Produits ; r=k C A ; k=0,36 h-1 1. L’avancement X de la réaction de dégradation de ce polluant dans ce bassin est : ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………... 2. Réacteur agité ouvert (RAO): → a- Le volume du RAO nécessaire pour assurer un avancement de 82% : ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………. 3 Dr N.Kechroud et Dr N.Hamaidi Q0 CA0 CAS Q0 XAS V Q0 CA0 CAS Q0 XAS V Université A.Mira Béjaia 2019/2020 Faculté de Technologie Département de Génie des Procédés L3 Module : Réacteurs Homogènes b- l’avancement de sortie si V = 300 m3 : …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………….. 3. Réacteur à écoulement piston (REP) a- Le volume du REP nécessaire pour assurer un avancement de 82% (X = XA = 0,82) : ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… b- l’avancement de sortie si V = 300 m3 ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… Exercice 2 2A (g) → 3B (g) REP : réaction de second ordre ; r=k CA 2 ; k = 0,05 ℓ/mol.s Q0{20%mol de A80%mol de I 4 Dr N.Kechroud et Dr N.Hamaidi Université A.Mira Béjaia 2019/2020 Faculté de Technologie Département de Génie des Procédés L3 Module : Réacteurs Homogènes 1. Le temps de passage nécessaire pour atteindre une conversion de 60% de A : ⮚La méthode analytique : …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… 5 Dr N.Kechroud et Dr N.Hamaidi Université A.Mira Béjaia 2019/2020 Faculté de Technologie Département de Génie des Procédés L3 Module : Réacteurs Homogènes …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………….. ⮚ La méthode numérique : ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………. ⮚La méthode graphique : …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Incérer le graphe ici 6 Dr N.Kechroud et Dr N.Hamaidi Q0 CA0 CAS Q0 XAS V Université A.Mira Béjaia 2019/2020 Faculté de Technologie Département de Génie des Procédés L3 Module : Réacteurs Homogènes Figure 1 : f(XA) en fonction de XA D’où : 2. Le volume du réacteur : Méthode de calcul analytique numérique graphique τ (min) V(l) 3. La longueur nécessaire pour atteindre cette conversion sachant que le diamètre intérieur de ce réacteur est de 10 cm : ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………….. Méthode de calcul analytique numérique graphique V(l) L(m) 4. Le volume du réacteur agité ouvert fonctionnant sous les mêmes conditions que le réacteur à écoulement piston : r=k CA 2 ; k=0,05 ℓ/ mol ; Q0{20%mol de A80%mol de I ; X As=0,6 ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 7 Dr N.Kechroud et Dr N.Hamaidi Université A.Mira Béjaia 2019/2020 Faculté de Technologie Département de Génie des Procédés L3 Module : Réacteurs Homogènes ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………….. 8 Dr N.Kechroud et Dr N.Hamaidi uploads/Litterature/ devoir-de-maison.pdf