AICHE JOURNAL – 2012

Enero 2012Volumen 58, Número 1Páginas 2-328

Mecánica de Fluidos y Fenómenos de TransportePredicción del flujo de gas-sólido turbulento en un conducto con una curva de 90 ° utilizando un enfoque euleriano-lagrangianoMuchachos si ya revisaron la revista del AICHE, se habrán dado cuenta que los articulos mensuales, de un año determinado, ya habian sido publicados online antes del mes correspondiente. Por ejemplo: los articulos de la revista del mes "M" del año "A", ya se habian publicado online antes del mes "M", inlcusive antes del año "A". Por ello para que no haya confusión ni cruces de información, seria enfocarnos en los articulos que corresponde al año que nos toco en la revista, mas no lo que dice "publicado por primera vez en linea". Si no habia ningún problema sorry por la observación.Herramientas de Lagrange para el análisis de la mezcla en los sistemas de flujo monofásico y multifásicoAbstractoLa mezcla es intrínsecamente un proceso de Lagrange y, mientras que los datos de Euler son muy importantes, la información de Lagrange es necesaria para su descripción completa. Datos de Lagrange pueden, en principio, ser generados mediante el uso de simulaciones numéricas o técnicas experimentales basados en el seguimiento de Lagrange para proporcionar las trayectorias de los elementos del fluido o partículas. Se presenta un conjunto de herramientas teóricas y computacionales desarrollados específicamente para el análisis y validación de una sola fase y los datos de flujo de Lagrange multifase obtenidos de trayectorias de trazadores en recipientes agitados mecánicamente. La aplicación y el poder de estas herramientas se demuestran mediante el análisis de una amplia gama de medidas adquiridas utilizando la técnica de rastreo de partículas por emisión de positrones durante el mezclado de fluidos newtonianos y no newtonianos, así como la mezcla de las suspensiones de sólidos-líquidos concentrados. Por último, la exactitud del tratamiento de datos de Lagrange prima desarrollado aquí se ilustra mediante la comparación con una técnica de euleriano y mostrando continuidad de la masa muy precisa para un sistema sólido-líquido agitado. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Un estudio experimental de Mesler arrastre en una interfaz de agente tensioactivo-cubierto: El efecto de la forma de la gota y el número de WeberAbstractoMesler arrastre es la formación de un gran número de pequeñas burbujas, que se produce cuando una gota golpea un depósito de líquido a una velocidad relativamente baja. Los estudios existentes de Mesler arrastre se han centrado casi exclusivamente en el agua como fluido de trabajo en un estado nominalmente limpio, donde incluso muy pequeños niveles de contaminación pueden provocar cambios significativos en la tensión superficial que afectan a la repetibilidad de los resultados. Aquí el agua se combina con el agente tensioactivo soluble en Triton X-100 se utiliza como fluido de trabajo en un intento de estabilizar el estado de la superficie del agua. A pesar de este enfoque, gotas nominalmente idénticas no siempre resultan en el mismo evento de formación de burbujas. En consecuencia, Mesler arrastre se cuantificó por su frecuencia de aparición de gotas que tienen el mismo diámetro nominal y la velocidad de impacto. Se encontró que esta frecuencia de ocurrencia estar bien correlacionada con tanto el número de Weber y la forma de la gota en el impacto. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Formación de imágenes por resonancia magnética para medir perfiles de concentración de solutos difusión en camas estancadas de fibras celulósicasAbstractoLa evolución de los perfiles de concentración de un soluto adsorción de difusión en una cama de estancamiento de las fibras celulósicas se mide utilizando imágenes de resonancia magnética. Difusividad efectiva se calcula comparando los perfiles de concentración con un modelo numérico de la difusión de Fick unidimensional. Los valores medidos de los coeficientes de difusión efectivos se interpretan utilizando un modelo que representa la porosidad, tortuosidad, y el equilibrio de adsorción constante. Los difusividad efectiva en camas de fibra son significativamente más baja que la mayor difusividad del soluto y muy dependiente del tipo de fibra. La difusividad es menor para el tipo de fibra que exhibe fuertes propiedades de adsorción. Se discute la influencia de la concentración, la adsorción, y otras características de la fibra sobre las tasas de difusión y las tasas de reacción. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Tecnología de Partículas y fluidizaciónSección de modelado periódica de procesos de mezcla en polvo continuas convectivas

AbstractoEste estudio tiene como objetivo desarrollar un modelo general del proceso de mezcla continua de convección. La idea principal es que la mezcla continua se puede considerar como una combinación de flujo de polvo y los procesos de mezcla. Aunque el flujo de polvo se caracteriza por la distribución del tiempo de residencia (RTD), polvo de mezcla puede ser descrita por un proceso de mezcla por lotes simulada en una sección periódica de la mezcladora en continuo. Por la caracterización de los dos procesos por separado, se puede calcular el número de secciones requeridas para lograr cierta homogeneidad. En este estudio, mezclado continuo se simula utilizando el método de elemento discreto, y la segregación y no segregación de los casos de mezcla se probaron para investigar la aplicabilidad del modelo. Los resultados muestran predicciones satisfactorias por el modelo, que es capaz de caracterizar el rendimiento de mezclado continuo de ambos casos de mezcla. Sobre la base de este estudio, también hemos sido capaces de sugerir un método novedoso en el diseño y control de sistemas de mezclado de polvos continuo. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Impacto de la gota y la aglomeración en condiciones de lecho de polvo estáticasAbstractoLa influencia de las condiciones de impacto (reportado en términos de Weber y números de Reynolds) en la formación de núcleo se estudió para gotas individuales logran un lecho de perlas de vidrio estática. Resultados de imágenes de alta velocidad mostraron que la tasa de nucleación no está influenciado por las propiedades físicas (densidad de líquidos, la tensión superficial, viscosidad) para las gotas que se extienden de manera significativa (30 <Nos <233). Los resultados también mostraron que el tamaño del núcleo se determina por la cantidad de líquido penetra en el lecho durante la caída de la difusión, por lo que no depende de la tensión superficial y la densidad del líquido. Un modelo analítico correspondiente, derivada de los primeros principios, predice el tamaño núcleo al 1,5% con el uso de sólo físicas líquido y propiedades lecho de polvo, más el comportamiento de extensión caída, medida experimentalmente. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012La validación de la asamblea modelo de partículas similar (SPA) para la fluidificación del grupo de Geldart A y partículas DAbstractoSe validó el modelo de ensamblaje de partículas similar (SPA) propuso a gran escala discreta elemento método de simulación. El modelo SPA describe la ley de escala para el movimiento de las partículas en una asamblea, que se deriva de la ecuación de movimiento de una partícula. En el modelo de SPA, las partículas con propiedades físicas o químicas similares están representados por una sola partícula, que se llama la partícula representativa. El conjunto de locales de partículas en el lecho original se supone que debe ser mantenido en la cama con las partículas representativas. El modelo de SPA fue validado mediante simulaciones numéricas de un lecho fluidizado de partículas 2D no cohesivos y cohesivos. Usando el modelo de SPA, el comportamiento del flujo de las partículas representativas de un cierto aumento de tamaño puede hacerse similar a la de las partículas originales con carga computacional significativamente menor. Se obtuvo una buena aproximación de la distribución del tamaño de las burbujas entre la cama y la cama SPA originales. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Separaciones

El equilibrio y la cinética de adsorción de la vancomicina en el adsorbente poliméricoAbstractoEtapa de aislamiento de la vancomicina, un antibiótico glicopéptido, se hace generalmente a partir de caldo de fermentación filtrado, mientras que su adsorción directamente desde el caldo completo podría racionalizar el proceso. El equilibrio y la cinética de adsorción vancomicina sobrenadante del caldo, caldo diluido y todo el adsorbente polimérico fue estudiado en este trabajo. Datos de equilibrio experimentales se correlacionaron con Sips, Langmuir, Freundlich y lineales isotermas de adsorción. Acuerdo entre los datos medidos y regresión para los tres primeros modelos mencionados no varió mucho y era relativamente alta. La cantidad máxima adsorbida de sobrenadante fue mayor que para los caldos de fermentación porque las partículas de micelio comandos superficie adsorbente.Estudios de la transferencia de masa de película líquida mostraron que la resistencia a la transferencia de masa externa podría haber sido descuidado. Difusión de la vancomicina en el interior partículas adsorbentes fue reconocida mediante una difusión superficial homogénea no estructurales y los modelos de poro bidisperse. Las simulaciones indican que la cinética del proceso se puede mejorar mediante el uso de partículas adsorbentes más pequeños. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Influencia de las condiciones de cristalización en la morfología cristalina y tamaño de CaCO 3 y su efecto sobre la filtración a presiónAbstractoLa temperatura, la sobresaturación, procedimiento de siembra, velocidad de agitación y otros parámetros se variaron en experimentos de cristalización de carbonato de calcio a cabo en soluciones acuosas para controlar el tamaño, distribución de tamaño de partícula y la morfología de las partículas. Información del tamaño de partículas se obtuvo mediante medidas de reflectancia haz enfocado y el contador de Coulter Multisizer. Los cristales de CaCO3 podrían cristalizar en forma de partículas esféricas policristalinos del vaterita polimorfo, cristales aciculares de aragonito y tanto de forma de cubo y la novela en forma de placa de cristales de calcita. Experimentos de filtración para el carbonato de calcio, llevadas a cabo a una diferencia de presión constante de 2 bar, muestran que las partículas esféricas con un tamaño más grande muestran mejor filtrabilidad y que las esferas con una distribución de tamaños más amplio, como un resultado de la alta sobresaturación y la nucleación, dar una mayor resistencia media torta valores. Comparando diferentes morfologías de partículas, cristales de tipo placa y cristales aciculares muestran peor filtración de partículas esféricas y partículas de cubo. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Power-ley polímero flujo de solución en una hilera anular convergente: aproximación analítica y cálculo numéricoAbstractoUna solución analítica simplificada para el flujo de líquidos de ley de potencia a través de un anillo cónico se deriva para estimar el perfil de flujo, velocidad de cizallamiento de pared, y la tasa de elongación en la tobera de hilatura durante el hilado de membranas de fibras huecas. Los perfiles de velocidad y de corte y las tasas de elongación de los fluidos de ley de potencia mostraron buen acuerdo con los obtenidos a partir de simulaciones de dinámica de fluidos computacional. Aunque la hilera real se caracteriza por una corona circular con una sección transversal convergente, la mayoría de los estudios hasta la fecha han utilizado una corona circular concéntrica geométrica en aras de la simplicidad. Los resultados del presente trabajo indican que dejar de lado las características de convergencia de la hilera actual puede llevar a una subestimación significativa de la tasa de cizallamiento. Usando las ecuaciones derivadas en nuestro trabajo, hemos sido capaces de predecir no sólo el perfil de velocidad, sino también la tasa de cizallamiento y la velocidad de alargamiento; también se examinó la influencia del diseño de hilera en la morfología y las propiedades de la membrana. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Nuevas correlaciones de transferencia de masa para torres empacadasAbstractoCálculos en función del ritmo de las columnas traicionado y embalado ofrecen a los ingenieros de procesos de manera más rigurosa y fiable para evaluar el rendimiento de la columna que el enfoque de equilibrio en etapa tradicional, especialmente para la separación de componentes múltiples. Aunque las matemáticas, la termodinámica y la física relacionados con el transporte en los que se fundamenta la teoría de no equilibrio separaciones son generalmente cierto, también es cierto que las simulaciones basadas en la Frecuencia de hoy sufren de una grave debilidad en última instancia están vinculados a las correlaciones de funcionamiento del equipo de garantía cuyo pronóstico cuestionable capacidad. En el caso de las columnas empaquetadas operados en contracorriente, se requieren correlaciones para los coeficientes de transferencia de masa, x k y k y, para el área específica que participan en la transferencia de masa, un m, para la caída de presión de dos fases, (Δ p / Z ) 2φ, y para la capacidad de inundación de la columna. En particular, es generalmente bien conocido que las correlaciones de transferencia de masa de embalaje disponibles en el dominio público son poco fiables cuando se aplican a los sistemas químicos y condiciones de funcionamiento fuera de la columna de los que se utilizan para desarrollar las correlaciones en el primer lugar. Por esa razón, llevamos a cabo el desarrollo de confiables, dimensionalmente consistentes, expresiones para correlacionar las cantidades de transferencia de masa relacionados x k, k y, y una m para los anillos de Pall de metal, metal IMTP, de chapa rellenos estructurados del tipo Mellapak, y el metal de gasa rellenos estructurados en la configuración de X, utilizando un nuevo procedimiento de ajuste de datos. Se demuestra el rendimiento superior de estas correlaciones para una amplia gama de sistemas químicos y condiciones de funcionamiento de columna, incluyendo destilaciones, así como de captura de gases ácidos con aminas. Además, se muestra que estas nuevas correlaciones conducen a predicciones para el área interfacial relativa participar en la transferencia de masa que puede ser en gran medida en exceso de la superficie geométrica del embalaje en sí. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Efectos de vapor de agua sobre la permeación de gases y propiedades de separación de las membranas de zeolita MFI a altas temperaturasAbstractoLa comprensión de los efectos de vapor de agua en la permeación de gases y propiedades de separación de las membranas de zeolita MFI, especialmente a altas temperaturas, es importante para las aplicaciones de estas membranas de zeolita para las reacciones químicas y la separación de la participación de vapor de agua. Los efectos del vapor de agua en H 2 y CO 2 permeación y la separación de las propiedades de ZSM-5 (Si / Al ~ 80) zeolita y membranas

silicalita de aluminio libres fueron estudiados mediante la comparación de las propiedades de permeación de H 2 y CO 2 con la alimentación de equimolar H 2 / CO 2 binarios y H 2 / CO 2 / H 2 O mezclas ternarias de 300 a 550 ° C. Para ambas membranas, la presencia de vapor de agua reduce H 2 y CO 2 permeancia en la misma medida, lo que resulta en efecto insignificante en el H 2 / CO 2 factor de separación. El efecto de supresión de vapor de agua en H 2 y CO 2permeación es más grande para la membrana de zeolita menos hidrófobo ZSM-5 que para la membrana silicalita hidrófobo, y, para ambas membranas, es más fuerte a temperaturas más bajas y más altas de agua presiones parciales de vapor. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Process Systems EngineeringLa reducción de la demanda de energía de combustible de etanol a base de maíz a través de destilación extractiva sal permitido por electrodiálisisAbstractoLa demanda de energía térmica para la producción de etanol combustible a partir del caldo de fermentación de una planta de etanol de maíz-combustible contemporáneo en los EE.UU. se satisface en gran medida por la combustión de combustibles fósiles, lo que afecta las posibles ventajas económicas y ambientales de bioetanol frente a los combustibles fósiles. Para reducir la demanda de energía térmica para la producción de etanol combustible, un proceso de integración de la sal de destilación extractiva-propiciado por un nuevo esquema de electrodiálisis y el secado por aspersión de la sal de recuperación en el tren de la separación agua-etanol de una planta de etanol de maíz contemporánea-combustible es investigado. Simulación de procesos Aspen Plus ® utilizando 2006,5, con el electrolito no aleatoria de dos método de propiedad de Redlich-Kwong líquido para modelar el equilibrio líquido vapor del sistema de agua-etanol-sal, se llevó a cabo. El proceso de destilación extractiva sal integrado puede proporcionar un ahorro de energía térmica de alrededor de 30%, en comparación con el proceso contemporánea para la separación de etanol combustible a partir de la columna de cerveza destilado. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Diseño de productos formulados: Componente ExperimentalAbstractoSe propone una metodología sistemática para el diseño y verificación de los productos químicos a base de. Mediante la integración de modelos y experimentos, el espacio de búsqueda se explora de manera eficiente para identificar los productos candidatos viables. El diseño del producto problema (o verificación) se compone de tres etapas: diseño asistido por ordenador (Etapa 1), que genera una lista de candidatos factibles, la planificación experimental (Etapa 2), que genera una lista de los experimentos y comprueba el conjunto experimental disponible- ups, y las pruebas experimentales (Etapa 3), que mide los datos necesarios y verifica los atributos deseables del producto final. La primera etapa (etapa 1) se ha tratado en anteriores publicaciones, junto con los estudios de caso detallados. El desarrollo de las etapas 2 y 3 se considera en este artículo y destacó a través de dos estudios de casos que impliquen la elaboración y validación de una loción repelente de insectos y protector solar. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Modelado de intercambiadores de calor multisecuencia con y sin cambios de fase para la optimización simultánea de calor y la integraciónAbstractoUn nuevo modelo de proceso ecuación orientado para intercambiadores de calor multisecuencia (MHEX) se presenta con especial énfasis en el manejo de los cambios de fase. El modelo utiliza internamente el concepto emergente de garantizar los criterios mínimos de fuerza motriz. Secuencias capaces de cambio de fase se dividen en corrientes parciales correspondientes a cada una de las fases.Se propone una nueva representación disyuntiva que identifica las fases atravesadas por una corriente en el intercambio de calor y asigna cargas y temperaturas para la integración de calor térmico adecuado. El modelo disyuntiva puede ser reformulada para evitar las variables booleanas (o entero) mediante la minimización interna y las restricciones de complementariedad. El modelo es adecuado para los estudios de optimización, especialmente cuando las fases de las corrientes en la entrada y salida de la MHEX no se conocen a priori.La capacidad del modelo se ilustra con dos casos de estudio basados en aplicaciones criogénicas. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Modelado de tiempo continuo y el enfoque de optimización global para la programación de las operaciones de petróleo crudoAbstractoProgramación de las operaciones de petróleo crudo es un componente crítico y complicado de las operaciones globales de la refinería, ya que los costos del crudo representan aproximadamente el 80% del volumen de negocios de refinería. Por otra parte, la mezcla con crudos más baratos puede aumentar significativamente los márgenes de beneficio. La modelización matemática de mezclar diferentes crudos en tanques de almacenamiento de resultados en

muchos términos bilineales, que transforma el problema en un reto, no convexo, y la programación lineal entera mixta (MINLP) modelo de optimización. Se han hecho dos contribuciones principales. En primer lugar, los autores desarrollaron una nueva formulación MINLP específica de la unidad basada en eventos de tiempo continuo para este problema. Luego se incorporan características operativas realistas tales como boya solo amarre (SBM), múltiples muelles, embarcaciones multiparcel, barcos de un solo paquete, la mezcla en bruto, sedimentación salmuera, la segregación crudo, y múltiples tanques de alimentación de una unidad de destilación de crudo de una sola vez y viceversa. Además, también se consideran 15 los índices de propiedad de crudo basados en el volumen o en peso, basado en importantes. En segundo lugar, explotaron los últimos avances en la subestimación lineal a tramos de términos bilineales en un algoritmo branch-and-bound para optimizar globalmente el problema MINLP. Se muestra que los resultados del modelo de tiempo continuo en sustancialmente menos términos bilineales. Varios ejemplos tomados del trabajo de Li et al. se utilizan para ilustrar que (1) las mejores soluciones se obtienen y (2) optimalidad ε-global se puede lograr mediante el algoritmo de optimización global branch-and-bound propuesta con subestimaciones por tramos lineales de los términos bilineales. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Reactores, Cinética y catálisisAnálisis paramétrico de la síntesis de Fischer-Tropsch en un reactor catalítico microcanalAbstractoFischer-Tropsch (FTS) implica la conversión altamente exotérmica de gas de síntesis a una amplia gama de hidrocarburos, pero exige condiciones isotérmicas, debido a la fuerte dependencia de la distribución del producto de la temperatura. Ejecución de FTS en reactores de microcanales es prometedor, ya que las dimensiones submilimétricas pueden conducir a una intensificación significativa que favorece el control de la temperatura inherentemente robusto. Este estudio implica FTS simulaciones por computadora en una red de microcanales integrado de intercambio de calor compuesto por grupos horizontales de refrigeración de forma cuadrada y canales de reacción de pared con cubierta, catalíticos. Efectos del tipo de material y el espesor de la pared que separa los canales, longitud de lado del canal de refrigeración, la tasa de flujo de refrigerante, y la pared de canal de textura en la temperatura de reacción se investigan. El uso de paredes gruesas con altas conductividades térmicas y micro-deflectores en la pared del canal de reacción catalítica favorecen condiciones casi isotérmicas. Respuesta de la temperatura de reacción frente a la velocidad de flujo del refrigerante es significativa. Uso de canales de refrigeración con longitudes de los lados más pequeños, sin embargo, se demuestra que es insuficiente para el control de temperatura. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Formación clorhídrico catalizada por ácido aminolevulínico ácido a partir de celulosa: los datos y el modelo cinético para maximizar los rendimientosAbstractoEn este estudio, la cinética de la hidrólisis catalizada por ácido de celulosa microcristalina (Avicel PH101) a levulínico (LA) y ácido fórmico (FA) se investigó en un reactor por lotes en la siguiente gama de condiciones: ° C, ácido clorhídrico 160-200 concentraciones de 0,309 hasta 0,927 M (11,3 a 33,8 g / l), las concentraciones de celulosa de 49,8 a 149 mM (8,06 a 24,1 g / l), y tiempos de residencia de 0-50 min. El rendimiento máximo de LA alrededor de 60% del teórico se logró para una concentración de celulosa inicial de 99,6 mM, ácido concentración de 0,927 M, y 180-200 ° C. Un modelo matemático y su solución analítica se han desarrollado para predecir la conversión de celulosa a LA y FA a través de la glucosa y la hidroximetil-2-furfural sobre la base de una seudo-reacción de primer orden irreversible.Análisis Tasa de cada reacción indicó que el paso limitante pasado de la Formación La formación inicial de HMF después. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Multistage reactor rotor-estator disco giratorioAbstractoLa escala de un reactor de rotor-estator disco giratorio apilando etapa unidades rotor-estator individuales en serie se demuestra. La transferencia de masa gas-líquido por etapa es igual a la transferencia de masa en una sola etapa de hilatura reactor de disco. La caída de presión por etapa aumenta al aumentar la velocidad del disco de rotación y la tasa de flujo de líquido. La caída de presión es más de un factor 2 superior para el flujo de gas-líquido para que sólo el flujo de líquido, y es hasta 0,64 bar a 459 rad s -1. La gran masa y coeficientes de transferencia de calor en el reactor de disco giratorio del rotor-estator (fases múltiples) lo hacen especialmente adecuado para reacciones con reactivos peligrosos, reacciones altamente exotérmicas y reacciones en cuestiones de selectividad pueden ser resueltos por las altas tasas de transferencia de masa. Además, el reactor de disco giratorio del rotor-estator de etapas múltiples imita el comportamiento de flujo pistón, lo cual es beneficioso para la mayoría de los procesos. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Reactor de lecho fijo para la polimerización en poco tiempo en fase gaseosa de olefinas: Estudio de la transferencia de calor y la optimización del reactorAbstractoUn lecho empacado especialmente concebido detuvo minirreactor de flujo (3 ml) adecuado para reacciones catalíticas en fase gaseosa cortos se ha utilizado para estudiar la puesta en marcha de homopolimerización de etileno con un catalizador de metaloceno soportado.El enfoque ha sido puesto en las características de transferencia de calor de los catalizadores soportados y en la comprensión de la relación entre la velocidad inicial y las velocidades de gas / partículas relativos y la influencia de los parámetros de las partículas en el lecho empacado. Se realizó un estudio exhaustivo sobre la influencia de diversos parámetros físicos sobre el régimen de transferencia de calor en el arranque condiciones. La actividad del catalizador, así como la morfología del polímero se demuestra que es dependiente sobre el régimen de transferencia de calor. El conocimiento obtenido de este modo se aplica a problemas industriales como la inyección de catalizador en lechos fluidos y ayuda a evitar los artefactos experimentales debido a un sobrecalentamiento de los estudios siguientes. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012De densidad de probabilidad función de simulación de flujo turbulento de gas-sólido reactivo en un tubo ascendente de FCCAbstractoUn algoritmo de solución híbrida desarrollada recientemente aplicable en multifase turbulenta, se presenta los flujos de gas-sólido, reactivos. Un volumen finito (FV) y un método de función de densidad de probabilidad (PDF) se combinan. La técnica FV se utiliza para resolver la masa total y ecuaciones de conservación del momento, junto con la ecuación de turbulencia k-ε para la fase gas y la ecuación de temperatura granular para la fase sólida. El método de PDF se aplica para resolver las ecuaciones de continuidad especies y evita la necesidad de modelar los términos fuente químicos en este último. Ecuaciones diferenciales estocásticas (SDE) se introducen como réplicas de las ecuaciones PDF composición transportados. La técnica de Monte-Carlo de partículas basado nocional se utiliza para resolver las ecuaciones del modelo PDF. El algoritmo de solución FV / PDF híbrido se aplica para simular un proceso de craqueo catalítico (FCC) riser fluido utilizando un modelo cinético de 12 a tanto alzado. Se obtiene un buen acuerdo entre los resultados simulados y datos de plantas disponibles. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Materiales, interfaces y fenómenos electroquímicos

La interacción de quitosano soluble en agua con nanotubos de carbono de pared múltipleAbstractoUn derivado de quitosano soluble en agua (p-quitosano) se sintetizó y se utiliza para funcionalizar los nanotubos de pared múltiple (MWCNT de carbono) a través de la interacción no covalente. La interacción de p-quitosano con MWCNTs se investigó mediante el análisis de los espectros de ultravioleta-visible, infrarrojo por transformada de Fourier, Raman, y de rayos X de fotoelectrones.Espectroscopía de dicroísmo circular se utilizó para estudiar la interacción también. Los resultados de los espectros de dicroísmo circular indican que, la interacción de p-quitosano con MWCNT hace p-quitosano menos estructurado regularmente. Se encontró que la interacción de p-quitosano con MWCNTs a una temperatura inferior que es más fuerte que a una temperatura superior; condiciones de pH afectan a la interacción entre la p-quitosano y MWCNTs. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

TermodinámicaCálculo de la solubilidad de los solutos líquidos en polímeros vítreosAbstractoLa solubilidad de moléculas líquidas de polímeros vítreos ha sido considerado por el uso de los resultados generales de la termodinámica de no equilibrio de polímeros vítreos (NET-GP), que resultó exitoso para el cálculo de las isotermas de solubilidad de los gases en los polímeros vítreos para más diversas situaciones, incluyendo polímeros mezclas, gases mixtos, y matrices mixtas. Se muestra que el modelo existente es adecuado también para líquidos penetrantes en una fase vítrea: agua y etanol de sorción en policarbonato (PC) y la absorción de agua en polisulfona (PSF) se han analizado como ejemplos. La capacidad del modelo para predecir la solubilidad de las fases tanto líquidas y vapor se ha ensayado con éxito, el uso de los mismos valores de los parámetros para las dos fases. En el caso de PC, también se aplicó el modelo para calcular con éxito la solubilidad de agua líquida a diferentes temperaturas de 25-130 ° C, con un único valor del parámetro binario enérgica. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Ingeniería Ambiental y de EnergíaLa propagación de la presión en una tubería de aceite ceroso gelificado tan estudiado por velocimetría de imagen de partículas

AbstractoAceites crudos parafínicos en tuberías pueden formar geles cerosos durante las paradas de flujo. Estos geles pueden ser desalojados por la aplicación de presión si la tensión de cizallamiento, proporcional al gradiente de presión local, excede la tensión de fluencia de gel. Los modelos más simples asumen que el perfil de presión axial se convierte en lineal inmediatamente después de un salto de la presión aguas arriba, pero esto no tiene en cuenta la reología de gel dependiente del tiempo o el efecto de huecos de gel sobre la propagación de la onda de presión. Para investigar la antigua factor de, perfil de presión y la velocimetría de imágenes de partículas (PIV) las mediciones se realizaron en un modelo de aceite gelificado bajo presión para reducir la formación de huecos. Después de un salto de la presión aguas arriba a un valor insuficiente para reiniciar el flujo, el perfil de presión axial se convierte en lineal en un proceso de dos pasos, con un pequeño aumento inmediato de la presión aguas abajo seguido por un salto retardada en el tiempo. La deformación local medida gel de aguas abajo por PIV exhibe dependencia similares tiempo de dos pasos. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Modelado de recuperación de calor a partir de una mezcla de vapor-gas en un proceso de sorción de alta temperaturaAbstractoUn condensador de alta presión se considera para eliminar el vapor de agua, así como recuperar el calor del vapor de agua-CO mezcla de gas desorbido 2 en un procedimiento de reacción de sorción mejorada novela. Es posible tener la condensación de agua en el lado del gas, así como la evaporación del agua en el lado del agua refrigerante debido a la gran diferencia de temperatura entre el lado caliente y el frío. Un modelo de calor y transferencia de masa y de cambio de fase se desarrolló para entender los fenómenos complejos asociados con la condensación simultánea y la evaporación que tiene lugar en la unidad. Un método de diferencias finitas se utilizó para resolver el problema de contorno. Comprensión adicional se obtuvo mediante la descripción de las líneas de operación y condición de equilibrio en un diagrama de entalpía. El modelo fue utilizado para explorar el rendimiento en términos de la recuperación de calor. La recuperación de calor era mejor en el inicio del proceso cuando se ha generado el vapor de agua sobrecalentado. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Verificación experimental de enriquecimiento de cloruro anómala relacionada con la formación de hidratos de metano en los sedimentos de aguas profundasAbstractoAnómalo enriquecimiento concentración de cloruro se ha detectado en sedimentos marinos que comprenden los hidratos de metano (MHs). En este estudio, hemos diseñado un sistema de circuito eléctrico relacionado con la célula de la resistencia de alta presión en el que la concentración de iones cloruro se puede medir directamente dentro de exactitud fiable en condiciones in situ de la presión baja en alta mar y de la temperatura. Concentración de cloruro se incrementó con un tipo de formación MH rápido, pero ningún cambio notable concentración se detectó bajo una tasa relativamente baja. Además, se sugirió que la tasa de formación de MH se debe mantener por lo menos 2 ~ 10 mol m -

2 año -1 para enriquecer de manera eficiente cloruros y retener el clorinidad adquirida. El actual sistema de dosis experimental no refleja plenamente las variables efectivas relativamente menores, tales como advección verticales en el sistema real, pero los resultados parecen ser suficientes para revelar fenómenos de enriquecimiento de cloruro inducidas por la tasa de formación de MH rápido con gas metano libre. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Febrero 2012Volumen 58, Número 2Páginas 330-655

Mecánica de Fluidos y Fenómenos de TransporteUn material de procesamiento de Microondas opiniónAbstractoEl calentamiento por microondas es causada por la capacidad de los materiales para absorber energía de microondas y la convierten en calor. Este artículo constituye una revisión de los fundamentos de calentamiento por microondas y su interacción con los materiales para diversas aplicaciones de una manera integral. Los estudios experimentales de procesamiento de microondas solo, multimodo, y variables de frecuencia fueron revisados junto con sus aplicaciones. Modelado de calentamiento por microondas con base en la ley de Lambert y las ecuaciones del campo electromagnético de Maxwell también ha sido revisado junto con sus aplicaciones. Enfoques de modelado fueron utilizados para predecir el efecto de las resonancias en la absorción de potencia de microondas, el papel de soportes para calentamiento por microondas, y para determinar la falta de uniformidad en las tasas de calentamiento. Varias

aplicaciones industriales de tratamiento térmico han sido revisados. Hay enormes posibilidades para los estudios teóricos y experimentales sobre los efectos atérmicos de las microondas. Algunos de los problemas no resueltos son identificados y las direcciones para la investigación futura también se sugieren. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Kinetic movilidad y conectividad en redes nanoporeAbstractoLos resultados experimentales para el metano y la difusión de dióxido de carbono en el carbón, como se informa en la literatura, a menudo conducen a velocidades de difusión de CO 2 que aparecen a ser mucho mayor que la de CH 4. La interpretación ofrece a veces que el coeficiente de difusión para el CO 2 es de 1-2 órdenes de magnitud más altas que la de CH 4, viola los principios fundamentales.Sin embargo, las observaciones experimentales requieren de una explicación. En este artículo, vamos: (a) Desarrollar modelos simplificados para la estimación rápida de los coeficientes de transporte. Estos se comparan con la amplia gran canónica Monte Carlo (GCMC) y dinámica molecular (MD) simulaciones, que se define colectivamente como simulaciones moleculares (MS), que proporcionan isotermas de adsorción teóricos y diversos coeficientes de transporte basados en ecuaciones de energía multicéntricos potenciales.Los modelos simplificados se demuestra que tienen precisiones aceptables. (B) Utilice los modelos simplificados para comparar difusividad de CO 2 y CH 4 en nanoporos de carbono. Para todos los casos examinados, la difusividad de CH 4 es siempre mayor que la de CO 2. (C) ofrecer dos explicaciones para las observaciones experimentales aparentemente contradictorias (que el CO 2 veces parece difundirse mucho más rápido que la molécula de CH 4, a pesar de CH 4 es más ligero y tiene menor afinidad de adsorción): (i) CH 4movilidad podría ser significativamente reduce por las fuerzas direccionales que resultan de geometrías de poros irregulares, y (ii) si los poros contienen gargantas con un tamaño alrededor del diámetro molecular CH 4, la barrera de energía que las moléculas de metano deben superar para proceder a través de es mucho mayor que la requerida para el CO 2. (D) Demostrar que ambos problemas de movilidad y conectividad pueden abordarse mediante la teoría cinética, en asociación con el análisis de percolación. Además, este método de la comprensión de las redes de poros proporciona una serie de medidas cuantitativas importantes incluyendo umbral de percolación, el tamaño más grande de clúster, ruta de acceso y tortuosidad más corto. La separación de diferentes mecanismos de transporte, como se propone aquí, proporciona mejores conocimientos sobre los complejos fenómenos de transporte que se producen en medios porosos carbonosos. En muchos casos, la difusividad en la literatura con los mecanismos mixtos se nombran mejor "coeficientes de transporte aparentes", porque nudo en otros fenómenos relacionados, violando la base fundamental de la o las hipótesis matemáticas impuestas, la definición de difusión. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Varianza escalar subescala de alta Schmidt-number turbulenciasAbstractoLa escala (SGS) varianza inferior a la malla por un escalar de alto número de Schmidt-pasiva de Sc >> 1 se mide usando una técnica plana de alta resolución fluorescencia inducida por láser en un flujo líquido turbulento generado por rejilla, y los valores de los coeficientes del modelo en la maqueta-similitud y son evaluados experimentalmente el modelo escalar gradiente utilizado para la estimación de la varianza escalar SGS. Los resultados muestran que para los dos modelos, los valores medidos son mucho más grandes que los valores conocidos obtenidos en los estudios previos realizados para los no-alta-Sc escalares de Sc ≅ 1. Del mismo modo, el valor medido del coeficiente de modelo en el modelo escalar-gradiente tiende a ser mayor que el valor estimado por el procedimiento dinámico. Los aumentos en los valores medidos de los coeficientes del modelo para el escalar de alta Sc pueden ser explicados por la presencia de la gama de viscosa-convectivo mostrando un (-1)-pendiente casi en el rango de alta número de onda del espectro de potencia de la fluctuación de la concentración . © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Un estudio de la dinámica de fluidos computacional de precipitación antidisolvente supercrítico: efectos de mezcla de tamaño de partículasAbstractoLos fluidos supercríticos se han usado ampliamente para la producción de partículas de muchas sustancias naturales y farmacéutica que proporcionan alternativas útiles para la formulación de sistema de partículas farmacéuticos y nutracéuticos. Entre los diferentes métodos, el gas o el proceso supercrítico antidisolvente (GAS o SAS) y sus variantes, han recibido un interés considerable debido a la amplia gama de materiales que pueden ser micronizadas. El control de la formación de partículas para las partículas pequeñas nucleadas es un tema clave en los procesos de GAS y SAS, y esto está directamente relacionado con la mezcla en todas las escalas. En este trabajo, nos centramos en la simulación numérica del proceso, haciendo hincapié en el modelado de mezcla. Diferentes dispositivos de mezcla que se caracterizan por diferentes boquillas se analizan, para obtener una idea de la dinámica de mezcla y su influencia en la distribución del tamaño de partícula final. Los resultados muestran que la mezcla es determinante en la obtención de partículas pequeñas, y que se mezcla a la microescala es un parámetro significativo para tener en cuenta en el diseño apropiado de los precipitadores. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

El análisis detallado de flujo de aire y la pérdida de pulverización en un proceso de recubrimiento farmacéuticaAbstractoEn la industria farmacéutica, más de la mitad de todas las tabletas de recibir un recubrimiento de película. Una técnica comúnmente usada es revestimiento del tambor, donde se aplica una solución película de los comprimidos en movimiento por una boquilla de pulverización. Los parámetros de proceso importantes incluyen la cantidad y la temperatura del aire de secado, así como la posición de la boquilla de pulverización. Entre otras influencias, el ajuste adecuado de estos parámetros tiene un gran impacto en la pérdida de pulverización, que se define como la fracción de pulverización de líquido que no forma una película sobre los comprimidos. A menudo, la falta de datos científicos dificulta una configuración de proceso basado en los principios de ingeniería, lo que resulta en condiciones de operación basado en enfoques de ensayo y error. Aquí, se muestra cómo un sistema de revestimiento se puede numéricamente el modelo por medio de la dinámica de fluidos computacional (CFD) técnicas. Por otra parte, se presenta cómo los diferentes parámetros afectan a la eficiencia del proceso, que conduce a una comprensión más profunda del dispositivo de recubrimiento. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Tecnología de Partículas y fluidizaciónDinámica de Fluidos Computacional simulaciones de transferencia de calor entre la fase densa de un lecho fluidizado de alta temperatura y de superficies sumergidas

AbstractoEl proceso transitorio de transferencia de calor entre un paquete de emulsión de alta temperatura y la pared de una superficie sumergida es simulado utilizando la dinámica de fluidos computacional (CFD). A partir de estas simulaciones, el coeficiente total de transferencia de calor y su contribución radiante debido a la emulsión (denso) se evalúan fase. Los resultados se comparan con los datos experimentales (Ozkaynak et al., "Una investigación experimental de la transferencia de calor radiante en lechos fluidizados de alta temperatura, en" fluidización IV, 1983:371-378) y con los valores predichos a partir de el modelo heterogéneo generalizada (GHM) , (Mazza et al, "Evaluación de las tasas de transferencia de calor globales entre lechos fluidizados burbujeantes y las superficies sumergidas," Chem. Eng. Commun, 1997;.. 162:125-149). Las simulaciones CFD están en buen acuerdo con ambos, los datos experimentales y las predicciones teóricas GHM y proporcionan una manera fiable para cuantificar el proceso de transferencia de calor estudiadas. Además, el GHM se valida como una herramienta práctica para este fin. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 58: 412-426, 2012Análisis de los parámetros del modelo que afectan el perfil de presión en un lecho fluidizado circulante AbstractoEste estudio se centra en la validación del modelo continuo del flujo de aire y pequeñas partículas de catalizador en un lecho fluidizado circulante. Comparación con los datos experimentales disponibles de caída de presión y velocidad de circulación de sólidos en el tubo ascendente demuestra claramente la necesidad de modificar el modelo de resistencia homogénea para predecir con precisión la formación de grupos de partículas, que se observan típicamente en la fluidización de las partículas pequeñas. La necesidad de corregir la ley de arrastre también se demuestra en las simulaciones de polvo polidispersa flujos en el que tres especies sólidos se utilizan para representar una distribución típica de tamaño de catalizador. Por último, la fricción de partículas pared se encontró que el efecto más significativo en el gradiente de presión vertical de gas, mientras que la fricción entre partículas tiene un efecto mínimo. Publicado 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 58: 427-439, 2012Un modelo de fluidización burbujeante utilizando la teoría cinética de esferas en brutoAbstractoMovimiento colisional de esferas duras inelásticas se analiza sobre la base de la teoría cinética para el flujo de un poco densa inelástica esfera,, ligeramente rugosa con el examen de las interacciones gas-sólido. La fluctuación de energía cinética de las partículas se introduce para caracterizar el movimiento aleatorio de las partículas como una medida de las velocidades de traslación y rotación fluctuaciones. La ecuación de transporte de la energía cinética se propone a la consideración de la redistribución de la energía cinética de las partículas entre los modos de rotación y de traslación y la disipación de la energía cinética de las colisiones. La presión se obtienen sólidos y la viscosidad en función de la rugosidad de la partícula y el coeficiente de restitución. La partición de la energía cinética al azar-movimiento de las partículas ásperas inelásticas entre los modos de rotación y de traslación se muestra a ser fuertemente afectados por el coeficiente de restitución de partícula y de la rugosidad. Hidrodinámica de lechos fluidizados burbujeantes de gas-sólidos son numéricamente simulada sobre la base de la teoría cinética para el flujo de esferas en bruto. Perfiles de partículas son calculadas de acuerdo con las mediciones experimentales en un lecho fluidizado burbujeante. Se analiza

el efecto de la rugosidad sobre la distribución de la disipación de la energía, la energía cinética, y la viscosidad de las partículas. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Process Systems Engineering

Un método iterativo para el diseño de redes que utilizan el agua con el reciclaje de la regeneraciónAbstractoTanto el consumo de agua dulce y la descarga de aguas residuales se pueden reducir de manera significativa cuando el reciclaje de aguas residuales de regeneración se introduce en el diseño de las redes que utilizan agua (WUNs). Sin embargo, a menudo es difícil diseñar los WUNs que involucran el reciclado regeneración. En este artículo se presenta un método para diseñar las WUNs implican reciclaje regeneración iterativo. Los diseños finales se pueden obtener sin iteraciones de las redes con las concentraciones conocidas regeneradas, y en unas pocas iteraciones para las redes con relaciones de eliminación conocidos de los contaminantes. El método propuesto puede reducir los siguientes parámetros simultáneamente, los consumos de agua dulce y el agua regenerada, y las concentraciones de la corriente antes de la regeneración, y todos ellos reflejar el costo de la red que supone el reciclado de regeneración. Los resultados de unos pocos ejemplos de la literatura muestran que los diseños obtenidos en este trabajo son comparable a la obtenida en la literatura. El método propuesto es simple y eficaz. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Modelado de calibración Spectra y análisis estadístico para la interpretación acumulativa calidad y la predicciónAbstractoSe propone una modelización de calibración mejorada y algoritmo de análisis estadístico para interpretar la calidad espectros y la predicción se presenta aquí. En un trabajo anterior, la frecuencia de banda diferentes características de los espectros subyacente sobre toda la longitud de onda fueron tratados por separado mediante el análisis de los espectros en cada sub-banda. Después de eso, la tarea principal en la actualidad reside en la manera de comprender y modelar los efectos acumulativos de los diferentes sub-bandas en calidades desde el punto de vista-sub-banda entre más lejos. Se revela que una parte de la variación subyacente en cada sub-banda se mantiene invariable en sub-bandas, mientras que los otros cambios en parte con la alternancia de las sub-bandas. La variación original en cada sub-banda, puede ser eliminado en dos partes diferentes, las comunes y específicas. Revelan contribuciones sub-banda-similares y diferentes de interpretación de calidad, respectivamente, que se refiere a los efectos acumulativos "repetitivos" y "complementarios" en este enfoque. De la misma manera, diferentes modelos de calibración y análisis se realizan para explorar sus respectivas y conjuntas papeles en una interpretación de calidad. La viabilidad del algoritmo de análisis de calibración propuesto se verifica a través de tanto los datos numéricos simples y los datos de los espectros reales. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Desarrollo de una serie continua y simultánea estimador de estado noncontinuum con aplicación en un proceso de destilaciónAbstractoEste estudio se centra en el desarrollo y aplicación de un estimador de horizonte móvil híbrido (HMHE) para lograr la estimación simultánea del continuum y estados noncontinuum en un sistema dinámico de conmutación restringido. Uno de los principales problemas en un enfoque de estimación horizonte en movimiento es el desarrollo de un coste llegada a resumir el efecto del pasado yuna información previa. En este trabajo, hemos desarrollado un coste llegada generalizada, que representa tanto continuo y estados noncontinuum. Un estimador de estado híbrido generalizada, que puede ser utilizado como un estimador de estado continuo independiente, o como una serie continua y simultánea estimador de estado noncontinuum, se desarrolla. Se analizan los efectos de las restricciones, el proceso y los niveles de ruido de medición, así como una longitud de horizonte en movimiento en la estimación simultánea de tanto el continuo y estados noncontinuum. La eficacia de la HMHE se demuestra a través de estudios de simulación, mientras que su fiabilidad práctica se prueba mediante la realización de estudios experimentales en una columna de destilación. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Reactores, Cinética y catálisis

Simulación numérica del flujo pulsante reactiva para la oxidación húmeda catalítica en TBR utilizando una técnica VOFAbstractoGuiado por las ventajas intrínsecas de la naturaleza dinámica de las fluctuaciones de transferencia de masa / calor en el flujo pulsante, aquí realizamos volumen de fluido (VOF) simulaciones numéricas para evaluar la forma en líquido modulaciones de flujo pueden mejorar la desintoxicación de los efluentes líquidos de la oxidación húmeda catalítica. En

primer lugar, importantes parámetros numéricos fueron optimizadas en términos de apertura de malla y el paso del tiempo. En segundo lugar, el efecto de la temperatura de oxidación y la influencia de los caudales de gas y líquidos se han investigado comparativamente bajo regímenes de flujo diferentes. Los cálculos VOF han manejado correctamente las observaciones experimentales, tanto en términos de la conversión axial y la temperatura.Se encontró que el aumento de la temperatura de oxidación para mover el goteo y pulsante punto de intersección en la conversión hacia la parte superior del lecho de goteo. Por último, en comparación con los regímenes de flujo de goteo, estos resultados calculados y experimentales revelaron una mejora considerable en la desintoxicación de la materia orgánica destacando los beneficios de la intensificación de procesos cubiertos por las modulaciones de flujo de líquido periódicas. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012El análisis detallado cinética del petróleo de esquisto bituminoso pirólisis TGA datosAbstractoExisten importantes recursos de petróleo de esquisto bituminoso en el oeste de Estados Unidos, que si se explota de manera responsable con el medio ambiente se establezca el acceso seguro a los combustibles para el transporte. La comprensión de la cinética de descomposición de querógeno aceite es crítica para el diseño de un proceso viable. Un conjunto de datos de análisis termogravimétrico (TGA) del Green River petróleo de esquisto se proporciona y análisis de datos Dos distintas método isoconversional enfoques avanzados y ajuste de parámetros se utilizan para analizar los datos. Distribución de la energía de activación con la conversión calculada utilizando el método isoconversional (junto con las incertidumbres) oscilaron entre 93 y 245 kJ / mol. Raíz de la media de los errores cuadrados entre el modelo y los datos experimentales fueron los más bajos para el método isoconversional, pero los modelos de reactividad distribuidos también produjo resultados razonables. Al utilizar métodos de ajuste de parámetros, una serie de modelos producen resultados similares que dificultan la elección del modelo. Método isoconversional avanzada es mejor en este aspecto, pero tal vez aplicable a un número limitado de vías de reacción. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012La movilidad de oxígeno mejorada y reactividad de vapor reformado de etanolAbstractoEn este artículo se describe una estrategia para aumentar la capacidad de almacenamiento de oxígeno (OSC) de vapor de catalizadores de reformado de etanol (ESR). Sinterización y la deposición de carbono son los principales defectos de catalizadores a base de níquel para ESR, la movilidad de oxígeno tuning (OM) de CeO2 basados en soportes pueden superar estos inconvenientes y promover la producción de H 2. Hemos conseguido aumentar OSC y OM añadiendo Mg en el entramado de Ni / CeO2 para promover la producción de H 2 en el ESR. La inserción de Mg en el enrejado 2 de CeO promueve eficazmente la reducción de Ce 4 + de acuerdo a la difracción en polvo de rayos X (DRX) y análisis de reducción a temperatura programada (TPR). Mg modificado con Ni / CeO2 catalizadores tienen mayor OSC y más pequeño tamaño de los cristalitos de níquel en comparación con desnudo de Ni / CeO2. La adición óptima Mg es del 7% mol (Ni/7MgCe) con la mejor OM. También presentan evidencia que indica que la adición de Mg promueve significativamente la conversión de etanol y la producción de H 2 en ESR, y que Ni/7MgCe produce el mejor rendimiento debido a la alta OM del soporte. Estos catalizadores Mg-modificados también producen menos deposición de carbono en comparación con Ni / CeO2, y la cantidad de carbono depositado disminuye con el aumento de adición de Mg. Ni/7MgCe tiene la mejor resistencia a la deposición de carbono debido a la excelente OM. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Cinética de desactivación de un catalizador de zeolita HZSM-5 tratados con álcali para la transformación de la bio-etanol en hidrocarburosAbstractoLa cinética de la desactivación por coque de un catalizador de zeolita HZSM-5 en la transformación de bioetanol en hidrocarburos ha sido estudiada. Para atenuar la desactivación, los siguientes tratamientos se han llevado a cabo: (i) la zeolita ha sido sometido a un tratamiento con álcali para reducir la fuerza ácida de los sitios y (ii) posteriormente se ha aglomerado en una matriz de macro y meso-poroso de bentonita y alúmina. El estudio experimental se ha llevado a cabo en un reactor de lecho fijo bajo las siguientes condiciones: temperatura, entre 300 y 400 ° C, presión, 1 atm; espacio-tiempo, de hasta 1.53 (g de catalizador) h (g de etanol) -1 ; tamaño de partícula del catalizador, entre 0,3 y 0,6 mm; caudal de alimentación, 0,16 cm 3 min -1 de etanol + agua y 30 cm 3 (NC) min -1 de N 2; contenido de agua en la alimentación, hasta 75 en peso %, el tiempo de flujo de hasta 31 h. La expresión para la cinética de desactivación depende de la concentración de hidrocarburos y agua en el medio de reacción (que atenúa la desactivación) y, junto con la cinética en cero el tiempo de flujo, permite el cálculo de la evolución con el tiempo en la corriente de los rendimientos y distribución de productos (etileno, propileno y butenos, C 1-C 3 parafinas, y C 4-C 12). Al aumentar la temperatura en el rango de 300-400 ° C, el papel de etileno sobre la deposición de coque es más significativa que la de los otros hidrocarburos (propileno, butenos y C 4-C 12), que contribuyen en mayor medida a la formación de coque a 300 ° C. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 58: 526-537, 2012.

Estequiometría local, global y primariaAbstractoEstequiometría se refiere a la conservación de las especies atómicas. En este artículo, local se refiere a un punto en el plano continuo, global se refiere al nivel de balance macroscópico y primaria se refiere a la conservación de las especies atómicas asociadas a las etapas cinéticas distintas. Se presenta el papel de la estequiometría en la determinación de la matriz de pivote y la matriz mecanicista.Los elementos de estas dos matrices se denominan coeficientes estequiométricos, sin embargo, ambos conjuntos de coeficientes son diferentes y ambos juegan diferentes papeles en el análisis de los reactores químicos. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Exploración de las representaciones de flujo de redes cinética de complejosAbstractoPara extraer información significativa de los modelos cinéticos complejos que involucran a un gran número de especies y las reacciones, se requieren técnicas computacionales avanzadas. En este trabajo, se han propuesto nuevos enfoques sobre la base de cálculos de flujo de elementos para el análisis sistemático de los modelos de cinética de reacción compleja. Estos enfoques cuantificar elemento de flujo de transformación entre las especies para determinar una métrica que refleje con exactitud la producción y consumo de las especies. Por otra parte, un procedimiento de búsqueda gráfica se emplea para recuperar todas las posibles rutas de reacción de las redes de reacción altamente complejos. Flujos de elementos que participan en estas vías proporcionan un indicador para evaluar cuantitativamente las actividades de la vía. Basándose en las actividades de la vía, se propone un enfoque novedoso para proyectar la totalidad de la información contenida en pesos vía en una sola escalar, indicador de estado de reactividad, lo que permite una representación compacta de la química local. Los enfoques propuestos se ilustran con los mecanismos cinéticos altamente complejos que describe la oxidación de n-pentano, n-heptano, y un sustituto de biodiesel metil-butanoato de etilo. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Rendimiento fotocatalítico mejorado de nanocristales membrana TiO2 por ambos fotones lentos y en banda detenida reflexión de cristales fotónicosAbstractoUn 2 inversa membrana compuesta opal nc-TiO 2 / SnO $ fue fabricado, la foto-actividad de la cual se ha mejorado significativamente mediante la utilización de dos fotones lentos y stop-banda de reflexión de la capa de cristal fotónico. Los materiales de la capa de cristal fotónico deben ser transparentes en la zona de adsorción borde de la nc-TiO 2, de modo que SnO2, que tiene mucho mayor intervalo de banda electrónica de TiO 2, se utilizó para los materiales de la capa de cristal fotónico. El intervalo de banda fotónica del cristal fotónico de SnO 2 fue diseñado en el intervalo de banda semiconductor de TiO 2 para cosechar fotones lentos en la interfaz entre la capa de SnO2 y la capa de TiO2. La estructura de dos capas hace que sea posible acoplar la reflectividad de banda de detención de la capa fotónico para el fotocatalizador. Membranas compuestas pueden mejorar la captación de energía solar y mejorar sustancialmente fotocatalizadores para la fotólisis y la degradación fotoquímica de contaminantes ambientales. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Materiales, interfaces y fenómenos electroquímicosFabricación y propiedades fotocatalíticas de novela ZnO / ZnAl 2 O 4nanocompuesto con ZnAl 2 O 4 dispersos dentro de la red ZnOAbstractoNovela ZnO / ZnAl 2 O 4 nanocompuestos con ZnAl 2 O 4 nanopartículas homogéneamente dispersa dentro de una red de ZnO se fabrican mediante el tratamiento térmico de un precursor de una sola fuente de hidróxidos dobles ZnAl capas (ZnAl-LDHs) a 800 ° C. Los efectos de la relación molar de Zn / Al de los precursores de LDH en la estructura, composición, morfología, textura, así como propiedades absorbentes de UV y las actividades fotocatalíticas de los nanocompuestos se investigan en detalle. Los resultados muestran que los 2 O 4 nanocompuestos de ZnO / ZnAl derivados de los precursores de ZnAl-LDHs tienen rendimientos superiores a fotocatalíticos ya sea sola fase de ZnO o similares ZnO / ZnAl 2 O 4 muestras fabricadas por coprecipitación química o método de mezcla física. Se proponen La nanoestructura heterounión y el fuerte acoplamiento entre el ZnO y ZnAl 2 O 4 fase derivada a partir de precursores ZnAl-LDHs contribuir a la separación espacial eficiente entre los electrones y los huecos foto-generados, lo que puede mejorar de forma concomitante las actividades fotocatalíticas. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

La comprensión de la influencia de la composición de líquido iónico y la fase de la naturaleza circundante en la estabilidad de las membranas líquidos iónicos soportados

AbstractoLa aplicación industrial de membranas líquidas soportadas (SLM) es aún limitada debido a las preocupaciones acerca de su estabilidad. En un trabajo anterior, la separación selectiva de los sustratos y productos de una reacción de transesterificación se llevó a cabo con éxito utilizando membranas de nylon impregnadas con líquidos iónicos (ILS). Este artículo analiza el efecto tanto de la composición de IL y de la naturaleza de la fase circundante sobre la estabilidad de estos MFEE para diseñar sistemas de líquidos iónicos soportados altamente estables. Para este propósito, la estabilidad de MFEE sobre la base de varios líquidos iónicos después de la inmersión durante una semana en diferentes piensos / fases que reciben se caracterizó usando microscopía electrónica de barrido combinada con dispersión de energía de rayos X (SEM-EDX). Se encontró que la migración diferencial de los líquidos iónicos observados de la membrana hacia las fases circundantes que se correlaciona con la solubilidad de los líquidos iónicos en las fases de contacto. Se observó que la estabilidad SLM aumentó a medida que la polaridad del disolvente usado como la recepción de fase de disminución y, como el carácter hidrófilo de los líquidos iónicos utilizados como fase líquida aumenta. Por otra parte, se encontró que el soporte polimérico que tiene un efecto fuertemente estabilizar debido a las pérdidas de IL después de la inmersión en una fase que rodea dado eran mucho más bajos que la derivada de la solubilidad de la IL en esta fase. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

TermodinámicaLos cálculos de equilibrio de fases complejas por el método de áreas igualesAbstractoLa igualdad de área (EA) método se estudió con respecto a su aplicabilidad a una amplia gama de escenarios de equilibrio de fases para fluidos puros y mezclas binarias. El estudio abarca el equilibrio líquido-vapor (VLE), equilibrio líquido-líquido (LLE), el equilibrio sólido-líquido (LES) y sus transiciones de cruce. Los modelos termodinámicos estudiados incluyen ecuación de estado, coeficiente de actividad y modelos de solubilidad sólidos y sus combinaciones. El rendimiento del método EA para las moléculas de cadena, a temperatura muy baja y cerca del punto crítico, también se investiga. Llegamos a la conclusión de que el método de EA es muy fiable y eficiente, y tiene un número de ventajas sobre el método convencional. Finalmente, se aplica el método de EA a la regresión de los parámetros del modelo para demostrar su aplicación atractiva. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Conversión de energías ab initio a entalpías de formación de radicales libres.I. Nuevas equivalentes de átomos de radicales alquilo

AbstractoUn método simple se presenta para convertir ab initio energías totales se han calculado a la entalpía estándar de formación (Δ f H o) de un gran número de los radicales alquilo saturados (especialmente aquellos que están relativamente altamente ramificado), para el que los datos experimentales son escasamente disponibles. Para este fin, un nuevo conjunto de átomos equivalentes de radicales (AEQ) y sus combinaciones únicas fueron definidos y los valores de energía de este último asignado. El nivel de la teoría y la exigencia conjunto base para el cálculo de la química cuántica de la energía molecular resultaron ser moderado. Los Δ f H o predicciones parecen ser bastante precisa con referencia a los datos experimentales disponibles limitadas y son mejores que los valores calculados por el grupo-aditividad y los métodos de diferencias. La estrategia proporciona una manera económica de aprovechar el poder de la química computacional y la combina con la organización y la visión de los métodos sans grupo-aditividad las correcciones empíricas. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Ingeniería Ambiental y de Energía

Modelado de las influencias de la presión y variaciones de la velocidad en la pirólisis inducida por microondas de la maderaAbstractoUn modelo matemático bidimensional detallada se estudió para las ecuaciones de calor y de transferencia de masa inestables, junto con una formulación cuasi-estacionario del campo electromagnético para la pirólisis inducida por microondas de un bloque de madera.Los aspectos examinados incluyen la descripción del campo de flujo basado en ya sea el supuesto de presión constante y la velocidad de flujo unidimensional dirigido a lo largo de las fibras de madera o la variación de dos dimensiones enlazada de presión y velocidad de acuerdo con la ley de Darcy y desviaciones de la supuestos de equilibrio térmico local entre la fase sólida y gas / vapor. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 52: 610-624, 2012La producción de gas de síntesis a partir de H 2 O y CO 2 sobre las partículas de Zn en un reactor de lecho fijo

AbstractoLa producción termoquímica solar de H 2 y CO (gas de síntesis) de H 2 O y CO 2 se examina a través de un ciclo de dos etapas basado en reacciones redox Zn / ZnO. El primero, paso endotérmico es la termólisis de la ZnO impulsado por energía solar concentrada. El segundo paso, nonsolar es la reacción exotérmica de Zn con una mezcla de H 2 O y CO 2 rendimiento de gas de síntesis y ZnO; este último se recicla a la primera etapa. Una serie de corridas experimentales de la segunda etapa se llevó a cabo en un reactor de lecho empaquetado donde las partículas de ZnO proporcionan un soporte inerte eficaz para prevenir la sinterización y que permite el reciclaje sencillo y completo a la primera etapa, la energía solar. La experimentación se llevó a cabo para las fracciones de masa de Zn en el intervalo de 33-67% en peso de Zn-ZnO, y las concentraciones de gas de entrada en el rango de 0-75% H 2 O-CO 2, produciendo conversiones molares Zn-a-ZnO hasta 91% . Una% en peso de mezcla de la muestra 25 Zn-ZnO producido a partir de la termólisis solar de ZnO se ensayó de la misma configuración de reactor y exhibió una alta reactividad y las conversiones de hasta un 96%. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Caracterización de la tasa de desvolatilización de los combustibles sólidos en lechos fluidizados por mediciones resuelta en el tiempo de presiónAbstractoLa caracterización de la materia volátil (VM) de liberación de partículas de combustible sólido durante lecho fluidizado de combustión / gasificación es relevante para la evaluación del rendimiento del reactor, como la tasa de desvolatilización afecta en-cama axial de la segregación de combustible y la distribución VM a través del reactor. Se propone una técnica experimental para la caracterización de la tasa de desvolatilización de los combustibles sólidos en lechos fluidizados. Se basa en el análisis de la serie de tiempo de la presión medida en un reactor de lecho fluidizado a escala de banco como VM se libera a partir de un lote de partículas de combustible. Una característica notable de la técnica es la posibilidad de seguir desvolatilización rápido con excelente resolución de tiempo. Un modelo matemático del experimento se ha desarrollado para determinar la tasa de resolución en el tiempo de desvolatilización, el tiempo de desvolatilización y el peso molecular medio basado en el volumen de los compuestos volátiles emitidos. Cinética de desvolatilización se ha caracterizado para diferentes combustibles sólidos en un amplio intervalo de tamaños de partículas. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Marzo 2012Volumen 58, Número 3Páginas 658-983

Mecánica de Fluidos y Fenómenos de TransporteUna investigación experimental de la piscina de la ebullición nucleada en soluciones acuosas de un polímeroAbstractoNucleada características de ebullición de soluciones acuosas de hidroxilo etil celulosa (HEC QP-300; M ~ 600 kg / mol) en diferentes concentraciones (1,0 x 10 -9 ≤ C ≤ 4,0 × 10 -9 mol / cc) se reportan. Estos son no newtonianos, soluciones de adelgazamiento por cizalladura viscosos que también muestran la relajación tensión interfacial, que tiene tanto un comportamiento dependiente de la concentración y temporal; humectación de la superficie aumenta, así, tal como se mide por la reducción del ángulo de contacto. La piscina medido de ebullición de transferencia de calor a partir de un cilindro horizontal calentado eléctricamente en C = 1,0 x 10 -9 mol / solución acuosa cc se encuentra para ser mejorado por ~ 20% sobre toda la gama de flujo de calor (4,0 <q <200 kW / m 2). En las soluciones de mayor concentración, sin embargo, la transferencia de calor se degrada a los flujos de calor bajas (incipience y con un intervalo parcial) con realce posterior (~ 45% como máximo) a altos flujos de calor o en el régimen de ebullición nucleada plenamente desarrollada. Este comportamiento anómalo de ebullición en los dos regímenes, que se caracteriza por diferentes firmas, respectivamente efervescencia, se muestra que reducirse con los cambios en la humectación interfase líquido-sólido, la tensión interfacial de vapor-líquido, y de adelgazamiento por cizalladura de viscosidad de las soluciones poliméricas. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Nonbuoyancy densidad impulsada masa convectiva y transferencia de calor: el análisis de escala y la solución de la metodologíaAbstractoCambio de densidad durante la masa o de transferencia de calor puede causar la convección en la ausencia de fuerzas de flotación.Estudios anteriores han demostrado que esta convección puede ser significativo en la determinación de coeficientes de difusión y en la colada de membranas poliméricas. Incluyendo este efecto es un reto incluso para los códigos numéricos avanzados. Una metodología general para la obtención de la velocidad promedio en masa para la transferencia en estado no estacionario, unidimensional, la masa de varios componentes y / o el calor evita el problema

de resolver numéricamente la ecuación de continuidad acoplada. Análisis de escala permite evaluar la importancia de esta convección para una ecuación de estado genérico. Predicciones numéricas para la evaporación de una capa de líquido para los componentes que tienen relaciones de densidad de 1:1 y 0,7:1 indican que haciendo caso omiso de los resultados de convección en los errores de 34% y 24% en el tiempo de evaporación y espesor final, respectivamente. Esta convección también influye en la evaporación en la aplicación percutánea de los cosméticos, medicamentos, y los insecticidas, el curado de pinturas, barnices y lacas, y la formación de películas delgadas. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Tecnología de Partículas y fluidización

Un método estadístico para la detección de la velocidad en el movimiento de camas en polvo usando análisis de imagenAbstractoUn método existente para medir la velocidad de las partículas es la velocimetría de imagen de partículas que requiere la presencia de materiales trazadores. Este método de realce de contraste no siempre es aplicable en un entorno industrial. Por lo tanto un método para evaluar el movimiento de pequeñas estructuras, se ha introducido, llamado velocimetría superficie del polvo (PSV). El principio de PSV es seguir el movimiento de las estructuras pequeñas en la superficie del lecho de polvo. El desplazamiento de la estructura se correlaciona con la velocidad. La velocidad de la cuchilla de la batidora se cuantificó para evaluar la validez de PSV. A continuación, la velocidad de superficie del polvo de lactosa 100 M se midió por PSV y se encontró que estar en línea con los valores esperados y los regímenes de flujo. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Hidrofobicidad Polvo y propiedades de flujo: Efecto del diseño del marco de alimentación y los parámetros de funcionamientoAbstractoEl efecto de los marcos de alimentación, un dispositivo utilizado en prensas rotatorias de la tableta para conducir los polvos en moldes de compresión, en las propiedades de los polvos que entran en los troqueles se describe sistemáticamente en este artículo. El trabajo se centra en el efecto de la composición de la mezcla, alimentar a los parámetros de trama (velocidad de la hoja y el tiempo de residencia), y los parámetros de rotación del disco morir (morir velocidad del disco y morir diámetro) en la lubricación excesiva de polvo, las propiedades de flujo de las mezclas y las propiedades de las tabletas resultantes (dureza de la tableta y la disolución). Para mezclas lubricados, el bastidor de avance tuvo un gran impacto en la hidrofobicidad en polvo y las propiedades de flujo del polvo. Los resultados demostraron que la hidrofobicidad corte aplicado por el bastidor de avance causada lubricación excesiva de los polvos, lo que mejoró las propiedades de flujo del polvo, pero afectado negativamente a la dureza de la tableta y la disolución. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Las mediciones y el cálculo de los coeficientes de transferencia de masa baja de partículas FCC con reacción de descomposición del ozonoAbstractoLos coeficientes de transferencia de masa y los números de Sherwood para fluido catalizada por partículas de catalizador de craqueo se midieron y calcularon en un (2-D) lecho fluidizado burbujeante de dos dimensiones, con la reacción de descomposición de ozono. Los números de Sherwood medidos y calculados, usando 3 - y 2-D teoría cinética basada simulaciones de dinámica de fluidos computacional, eran del orden de 10 -10 -6 -2. Los números bajos Sherwood estaban en acuerdo razonable con los datos de la literatura para partículas pequeñas, en bajos números de Reynolds. La dinámica de fluidos computacional simulaciones mostraron que es posible calcular las conversiones en los reactores de lecho fluidizado sin utilizar el modelo convencional con coeficientes de transferencia de masa empíricos. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012La fluidización de las partículas micrónicas en un lecho fluidizado cónica: Estudio experimental y numérico de efecto altura de lecho estáticoAbstractoLas simulaciones numéricas y los datos experimentales de la hidrodinámica de cama en una unidad de lecho fluidizado cónica se comparan. Los estudios experimentales han llevado a cabo en un lecho que contiene partículas de TiO 2 que pertenecen a A C límite de la clasificación de Geldart con una amplia distribución de tamaño de partícula /. Por lo tanto, las mediciones de presión y una técnica de fibra óptica ha permitido la determinación del efecto de la altura del lecho estático en las características de fluidización de partículas micrónicas. Las simulaciones numéricas se han llevado a cabo para evaluar la sensibilidad de los modelos de arrastre de gas-sólidos.El modelo multifase euleriano se ha utilizado con diferentes modelos de arrastre y tres condiciones de contorno (BC), que consisten en no deslizante, parcial-slip, y libre

de deslizamiento. Las predicciones numéricas utilizando el modelo de resistencia Gidaspow y parcial-slip BC coincidieron bastante bien con las mediciones de caída de presión de cama experimentales. La simulación de los resultados obtenidos para la cama relación de expansión muestran que el modelo Gidaspow con el BC mejor ajuste libre de deslizamiento con los datos experimentales. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Cuantificación de sólidos mezcla lateral en un lecho fluidizado mediante el modelado del método de trazado térmicaAbstractoTérmica rastreo es un método simple para el estudio de sólidos se mezclan en lechos fluidizados. Sin embargo, la medición de temperaturas se ve influida tanto por la mezcla y transferencia de calor, lo que limita su utilidad para inferir mezcla cuantitativamente. En este trabajo, se desarrolló un modelo semiempírico para cuantificar sólidos mezcla lateral en lechos fluidizados. El modelo acopla el equilibrio trazador de masas, el balance de entalpía de trazadores y partículas de cama, y la dinámica de los termómetros de respuesta.Una serie de pruebas se pezrformed en un lecho fluidizado a escala de laboratorio, con tamaños de partícula de 0,28 a 0,45, 0,45 a 0,6, 0,6-0,8, y 0,8-1,0 mm, y la velocidad de fluidización 0,3 a 2,3 m / s. Mediante la evaluación de las temperaturas transitorios medidos usando el modelo, el coeficiente de dispersión lateral (D sr) está decidido a ser de entre 0,0002 y 0,0024 m 2 / s. Su fiabilidad se confirmó por experimentos colapso cama. Por último, los valores de D sr se compara con una colección de datos en la literatura. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Un estudio de CFD de chorro de gas-sólido en un flujo ascendente CFB AbstractoSe llevaron a cabo tres dimensiones simulaciones numéricas de alta resolución de un chorro de gas-sólido en un flujo ascendente de alta densidad. El impacto de la inyección de gas-sólido en la hidrodinámica de flujo verticales fue investigado en relación con porosidad, fracciones de masa de trazadores y sólidos distribución de velocidades. Los comportamientos de un chorro de gas-sólido en el flujo transversal vertical se estudiaron a través de las simulaciones numéricas inestables. Se observó separación sustancial del chorro de gas y sólidos en el flujo transversal vertical. La mezcla del gas inyectado y sólidos con el flujo ascendente se investigó y retromezcla de gas y se evaluó sólidos. En el estudio numérico actual, tanto la hidrodinámica generales de flujo ascendente y las características del chorro de gas-sólido se predijo razonable en comparación con las mediciones experimentales realizadas en NETL. Publicado 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

SeparacionesEl desarrollo de las membranas de ósmosis hacia adelante delgada película de material compuesto sobre el sustrato PES / SPSF por polimerización interfacialAbstractoUn nuevo esquema ha sido desarrollado para la fabricación de alto rendimiento de ósmosis hacia adelante (FO) a través de las membranas de la reacción de polimerización interfacial sobre soportes poliméricos porosos. P-fenilendiamina y 1,3,5-trimesoylchloride fueron adoptados como los monómeros para la reacción de policondensación in situ para formar una capa de poliamida aromática selectiva delgada de 150 nm de espesor sobre la superficie del sustrato, una fabricada en el laboratorio de polietersulfona (PES) / polisulfona sulfonada (SPSF)-aleado membrana porosa con una mayor hidrofilicidad. En las pruebas de fibra óptica, la membrana FO alcanzó un flujo de agua más alta del 69,8 LMH cuando frente a agua desionizada y 25,2 LMH en contra de un modelo de 3,5% en peso de una solución de NaCl 5,0 M NaCl bajo como solución de drenaje en el modo de ósmosis retardada por presión. La delgada película compuesta PES / SPSF (TFC)-FO membrana tiene un parámetro S estructural menor de 238 m de los datos notificados. La morfología y la topología de los sustratos y las membranas TFC-FO se han estudiado por medio de microscopía de fuerza atómica y microscopía electrónica de barrido. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Estudio experimental y teórico de la adsorción de metano en carbones activados granularesAbstractoSe presenta el estudio experimental y teórico de la adsorción de metano en carbones activados granulares. Los datos de adsorción son modeladas por diversas ecuaciones de isotermas. Ecuación Toth se encuentra para tener el mejor ajuste. El calor isostérico disminuye con la carga y aumenta débilmente con la temperatura, que es una indicación de la heterogeneidad del metano y el sistema de carbón activado granular. Uso de los parámetros optimizados de la ecuación Toth, un nuevo procedimiento se desarrolló para calcular el calor integral de la adsorción, que es la cantidad total de calor isostérico de adsorción a una temperatura dada y la presión durante el proceso de adsorción. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Process Systems Engineering

Intervalos de tiempo híbridos secuenciación modelo para una clase de problemas de programación

AbstractoEn este artículo se presenta un nuevo modelo para la planificación a corto plazo de las plantas de proceso por lotes de múltiples etapas con una sola unidad por etapa, las políticas de almacenamiento mixtos y múltiples recursos compartidos para mover órdenes entre etapas. Automatizados estaciones húmeda grabado para la fabricación de obleas de semiconductores plantas proporcionan el contexto industrial. La característica poco común del modelo de tiempo continuo es que se basa en redes de tiempo, así como de las variables globales de precedencia de secuenciación, para encontrar la solución óptima al problema. A través de la solución de unos pocos casos de prueba tomadas de la literatura, se muestra que el nuevo modelo se comporta significativamente mejor que una formulación secuenciación puro y mejor que un modelo híbrido estrechamente relacionado con ligeramente diferentes variables de secuenciación.También proponemos un nuevo procedimiento heurístico eficaz para ampliar la gama de problemas que se pueden resolver con eficacia, que esencialmente resuelve relajado y versiones del modelo completo espacio limitado. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Un algoritmo de control predictivo basado en modelos para sistemas lineales de parámetros distribuidos a gran escala no linealAbstractoEste trabajo proporciona un marco para el control predictivo basado en modelos lineales (MPC) de los sistemas no lineales de parámetros distribuidos (DPS), que permite la utilización directa de los simuladores de gran escala existentes. El esquema propuesto es adaptativo y que se basa en sucesivas linearizaciones locales del modelo no lineal del sistema a la mano alrededor del estado actual y sobre el uso de los modelos locales lineales resultantes para MPC. En cada paso de tiempo, no sólo a los futuros movimientos de control se actualizan sino también el modelo del propio sistema. Una técnica de reducción de modelo se integra dentro de esta metodología para reducir el coste computacional de este procedimiento. Se sigue el enfoque ecuación-libre (ver Kevrekidis et al,Commun Matemáticas Sci 2003;.. 1:715-762; Theodoropoulos et al, Proc Natl Acad Sci EE.UU. 2000;.. 97:9840-9843), según la cual el ecuaciones del modelo (y por lo tanto del simulador) No será necesario dar explícitamente al controlador. Este último forma una "envoltura" alrededor de un simulador existente de usarlo de una manera de entrada / salida. Este algoritmo está diseñado para DPS disipativas, disipatividad ser un requisito previo para la reducción de modelos. El enfoque de la ecuación libre hace que el algoritmo propuesto apropiado para sistemas de múltiples escalas y permite manejar sistemas de gran escala. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Análisis de riesgos dinámica con bases de datos de alarma para mejorar la seguridad del proceso y la calidad del producto: Parte I-compactación de datosAbstractoEn la mayoría de los procesos industriales, grandes cantidades de datos se registran a través de sus sistemas de control distribuido (DCS) y sistemas de parada de emergencia (ESD). Este artículo de dos partes presenta una metodología de análisis de riesgo dinámico que utiliza bases de datos de alarma para mejorar la seguridad del proceso y la calidad del producto. La metodología consta de tres etapas: (i) el seguimiento de los eventos anormales durante un período prolongado de tiempo, (ii) las formulaciones caso de árboles y la teoría de conjuntos para compactar los datos anormales de eventos, y (iii) el análisis bayesiano para calcular la probabilidad de la ocurrencia de incidentes. Las etapas (i) y (ii) se presentan en la Parte I y la etapa (iii) en la parte II. Los eventos de los árboles y las formulaciones de teoría de conjuntos permiten la compactación de forma masiva (millones) de eventos anormales. Para cada evento anormal, asociado a un proceso o variable de calidad, se registra su paso a través de los sistemas de seguridad o calidad diseñados para volver a su variable de la gama de funcionamiento normal. Los árboles de sucesos se preparan para registrar los éxitos y fracasos de cada sistema de seguridad o calidad, ya que actúa sobre cada evento anormal. Después de varios meses de funcionamiento, del orden de 10 6 caminos a través de los árboles de sucesos se almacenan. La nueva estructura de la teoría de conjuntos condensa los caminos a un único registro de datos compacto, lo que lleva a una mejora significativa en la eficiencia de los cálculos probabilísticos y permitiendo el análisis Bayesiano de grandes bases de datos de alarmas en tiempo real. Como estudio de caso, los pasos (i) y (ii) se aplican a una, catalítico fluidizado del craqueador industrial. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Análisis de riesgos dinámica con bases de datos de alarma para mejorar la seguridad del proceso y la calidad del producto: Parte II-análisis bayesianoAbstractoLa Parte II presenta la etapa (iii) de la metodología dinámica de análisis de riesgos, es decir, un nuevo método de análisis bayesiano que utiliza casi errores del sistema de control distribuido (DCS) y de parada de emergencia (ESD) bases de datos del sistema de cálculo de las probabilidades de fallo de seguridad , la calidad y los sistemas de operabilidad (SQOSs) y las probabilidades de ocurrencia de incidentes. Da cuenta de las interdependencias entre los SQOSs cópulas

utilizando, que se producen a causa de las relaciones no lineales entre las variables y factores relacionados con operadores humanos basados en el comportamiento. Se utilizan dos tipos de funciones cópula normal multivariante y Cuadras-Augé, cópula. Para realizar la simulación bayesiano, el paseo aleatorio, de bloques múltiples, se utiliza el algoritmo de Metropolis-Hastings. Se presentan los beneficios de cópulas en el intercambio de información cuando los datos son limitados, especialmente en los casos de eventos raros tales como fallos de controladores de anulación, y sistemas de ESD automático y manual,. Además, los datos de productos de calidad complementan los datos de seguridad para enriquecer la información cerca de perder y para obtener resultados más fiables. Paso (iii) se aplica a una unidad de lecho fluidizado de craqueo catalítico (FCCU) para mostrar su rendimiento. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Método de cuadratura diferenciación basada automática de momentos para la solución de las ecuaciones de balance de población AbstractoEl método de cuadratura de momentos (QMOM) es una herramienta prometedora para la solución de las ecuaciones de balance de población. QMOM requiere la resolución de ecuaciones diferenciales algebraicas (DAE) que consisten en ecuaciones diferenciales ordinarias relacionadas con la evolución de los momentos y las ecuaciones algebraicas no lineales que resultan de la aproximación de los momentos de cuadratura. Las técnicas disponibles para QMOM son computacionalmente costosa y son capaces de resolver por sólo unos momentos debido a las deficiencias de robustez numérica. En este artículo, se propone el uso de la diferenciación automática (AD) para la solución de DAE que surgen en QMOM. En el método propuesto, las variables de interés se aproximan mediante la serie de Taylor de orden superior. El uso de la serie de Taylor AD y da lugar a ecuaciones algebraicas, que pueden ser resueltos de forma secuencial para obtener una solución de alta fidelidad de los DAE. Ejemplos de referencia que implican diferentes mecanismos se utilizan para demostrar la precisión superior, la ventaja computacional, y la robustez de la EA-QMOM sobre la técnica del estado de la técnica existente, es decir, DAE-QMOM. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Modelo de control predictivo económica de los sistemas de procesos no lineales usando técnicas de LyapunovAbstractoEn este trabajo, desarrollamos diseños de modelos predictivos de control (MPC), que son capaces de optimizar el rendimiento de bucle cerrado con respecto a las consideraciones económicas generales para una amplia clase de sistemas de procesos no lineales. En concreto, en los diseños propuestos, el MPC económico optimiza una función de costos, que se relaciona directamente con las consideraciones económicas deseadas y no depende necesariamente de un estado estacionario, a diferencia de los diseños convencionales MPC. En primer lugar, consideramos que los sistemas no lineales con muestreo de medición sincrónica y variables inciertas. La propuesta económica MPC está diseñado a través de técnicas basadas en Lyapunov y tiene dos modos de funcionamiento diferentes. El primer modo de funcionamiento se corresponde con el período en el que la función de coste debería ser optimizada (por ejemplo, periodo normal de producción), y en este modo de funcionamiento, el MPC mantiene el estado del sistema en bucle cerrado dentro de una región predefinida estabilidad y optimiza la función de coste a su máxima extensión. El segundo modo de operación corresponde a la operación en la que el sistema está impulsado por el MPC económica a un estado estacionario apropiado. En este modo de funcionamiento, las limitaciones de Lyapunov basados adecuados se incorporan en el diseño MPC económica para garantizar que el estado del sistema de bucle cerrado está siempre limitada en la región de estabilidad predefinido y está limitada en última instancia en una pequeña región que contiene el origen. Posteriormente, extendemos los resultados de los sistemas no lineales sometidos a mediciones asíncronos y tardías y variables inciertas. Bajo la hipótesis de que existen un límite superior en el intervalo entre dos mediciones consecutivas asíncronos y un límite superior en el plazo máximo de medición, un diseño MPC económica que tiene en cuenta explícitamente asincrónica y las medidas tardías y hace cumplir de circuito cerrado se propone estabilidad. Todas las propuestas de diseños MPC económicas se ilustran con un ejemplo de procesos químicos y de su rendimiento y la robustez son evaluados a través de simulaciones. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Planificación de la expansión de capacidad mediante aumentada de Lagrange optimización y descomposición escenarioAbstractoProgramación estocástica es un método típico para hacer frente a las incertidumbres en el problema de la planificación de la expansión de capacidad. Sin embargo, el modelo equivalente determinista correspondiente es a menudo intratable con un considerable número de escenarios de incertidumbre, especialmente para la programación de número entero estocástico (SIP) formulaciones basadas. En este artículo, se propone un marco de solución híbrida que consiste en lagrangiano aumentado optimización y algoritmo de descomposición escenario para resolver el problema de SIP. El método divide el procedimiento de solución en dos fases, en donde se aplican la estrategia basada en la

descomposición de linealización tradicional y técnica de optimización global para resolver el problema de relajación sucesivamente. Utilizando el marco solución propuesta, una solución factible del problema original se puede obtener después de la primera fase de la solución mientras que la solución óptima se obtiene después de la segunda fase de solución. La eficacia de la estrategia propuesta se verifica a través de un ejemplo numérico de dos programas enteros estocástico escenario y la capacidad de expansión ejemplos de planificación. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Estrategias multinivel para la modernización del sistema de agua industrial a gran escala: un estudio de caso cerveceríaAbstractoEn este artículo se presenta un enfoque para el diseño de un sistema de agua a gran escala, que se integra en agua utilizando operaciones y unidades de tratamiento de aguas residuales en las diferentes secciones de producción dentro de la misma red. Este método utiliza un modelo de programación lineal entera mixta (MINLP) para la reutilización del agua y la reutilización regeneración en lotes y procesos semicontinuos. La aplicación de esta formulación matemática a problemas industriales a gran escala con el cambio de programación de la producción diaria conduce a modelos matemáticos grandes y complejos. Se proponen dos estrategias multinivel alternativas para resolver estos problemas por medio de la descomposición temporal. El enfoque se ilustra con un caso práctico cervecería que integra los consumidores de agua en dos secciones de producción. Los resultados obtenidos muestran que, a pesar de los altos costos de las tuberías, la integración de ambas secciones da mejor resultado que el diseño de la red de agua separado en cada sección. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Reactores, Cinética y catálisisTemperatura de onda trenes de redes forzados periódicamente de reactores catalíticosAbstractoRedes de N reactores catalíticos idénticos con secciones de entrada y salida conmutada periódicamente se estudian para reacciones exotérmicas irreversibles de primer orden. Las estrategias de conmutación con secciones de entrada y de salida que saltan periódicamente un número fijo n s de los reactores y se consideran los mecanismos que gobiernan la formación de viajar temperatura trenes de ondas se analizan como n s y N son variadas. Para este objetivo, se desarrolló un enfoque geométrico para el análisis del balance de energía de la red. Sobre la base de este enfoque, infinitos dominios de viajar temperatura trenes de ondas se predicen para cualquier n s y N. Aproximaciones analíticas se derivan de los límites de estabilidad y los patrones espacio-temporales de estos regímenes. Límites de estabilidad predijeron analíticamente incluyen para cualquier solución de la parte más grande de la región de estabilidad calculado por simulación numérica. Por otra parte, un buen contrato es entre la estructura de los patrones espacio-temporales calculadas numéricamente y la predicha a partir del enfoque propuesto. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012El análisis cinético de la tasa de crecimiento de los cristales de NH 4 Cl en el sistema 2-H 2 O NaCl-MgCl con un enfoque termodinámicoAbstractoUn modelo de cinética de crecimiento se ha desarrollado a partir de una perspectiva rigurosa termodinámica para describir las tasas de crecimiento de los cristales de NH4Cl sobre la base de la diferencia de los potenciales químicos de NH4Cl en la interfaz sólido-líquido enNH4Cl acuoso, NH4Cl- NaCl y NH 4 Cl 2 soluciones-MgCl. El equilibrio sólido-líquido y coeficiente de actividad de NH 4 Cl son calculados por el modelo de Pitzer precisa de nuevo desarrollo con la ayuda de la plataforma de Aspen Plus ™. Las predicciones del modelo resultante están en buen acuerdo con los datos experimentales publicados en la literatura y se determina en este trabajo a 283,15 a 333,15 K dentro de la sobresaturación hasta 0,1. El modelo cinético se utilizó posteriormente para analizar el efecto de varias variables de operación, incluyendo la temperatura (283,15 a 333,15 K), la sobresaturación (hasta 0,1), y NaCl o concentración de MgCl 2 (0 ~ 2,5 mol kg -1), en el cristal tasa de crecimiento de NH 4 Cl. La tasa de crecimiento de los cristales de NH4Cl, con la energía de activación de 39 kJ mol -1, es fuertemente dependiente de la temperatura y aumenta con el aumento de temperatura en los tres sistemas investigados. La ventaja de MgCl 2 sobre NaCl en la recuperación de NH4Cl se ilustra teórica y experimentalmente a partir de las perspectivas termodinámicos y cinéticos con la ayuda del modelo establecido. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Transposición de Beckmann en un sistema químico microestructurado para la preparación de ε-caprolactamaAbstractoUn sistema químico microestructurada, construido con un mezclador de dispersión microsieve, un bucle de retardo y un microhydrolyzer está diseñado para llevar a cabo la transposición de Beckmann de ciclohexanona oxima a ε-caprolactama. El sistema es operado con óleum como la fase dispersa, y ciclohexanona oxima solución de n-octano

como la fase continua. El rendimiento de mezcla, la conversión de ciclohexanona oxima y la selectividad a la ε-caprolactama se investigan y los resultados muestran que la reacción puede ser muy bien controlada debido a la formación de microgotas que van a partir de 10-25 micras. En condiciones optimizadas, la reacción puede llevarse a cabo con un tiempo de residencia de menos de 40 s, y la selectividad mayor que 99%. Una tecnología de dos etapas de baja temperatura para inducir la reacción, y de alta temperatura para mejorar la reacción se desarrolla, y la relación molar correspondiente de óleum a oxima de ciclohexanona se puede reducir a 0,8, que es mucho menor que el valor industrial de 1,2. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Análisis de los soportes de óxido y vanadato de combustión catalítica de hidrógeno: investigaciones cinéticas y mecanicistaAbstractoCompuestos de óxido y vanadato combustión sintetizados (CeO2, Fe 2 O 3, cevo 4 y FeVO 4) se realizarán las pruebas de combustión de hidrógeno catalítico. Los compuestos se caracterizaron por difracción de rayos X y espectroscopia de fotoelectrones de rayos X. Todos los cuatro compuestos mostraron una buena actividad y estabilidad para la combustión catalítica de hidrógeno y no se observó% de conversión de más de 95 a través de todos los compuestos dentro de 500 ° C. Los mecanismos de la reacción a través de los diferentes tipos de compuestos (cerio con sede y los compuestos a base de hierro) se han propuesto sobre la base de observaciones espectroscópicas. La principal diferencia en los mecanismos estaba en la naturaleza de la adsorción de H 2 a través de los sitios. Se propusieron los procesos elementales de la reacción, se obtienen expresiones de velocidad correspondientes, y los parámetros de velocidad de la reacción se estimaron mediante regresión no lineal. Langmuir-Hinshelwood y mecanismos Eley-Rideal también fueron probados para la reacción y el mecanismo propuesto se comparó con estos mecanismos. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Optimización hidrocinética de escala suspensión del reactor de columna de burbujas comercialesAbstractoUn estudio numérico en profundidad se ha llevado a cabo para investigar a escala comercial de alta presión (2-8 m de diámetro, 30-40 m de altura) suspensión del reactor de columna de burbujas. Velocidades de gas superficiales típicos están en el rango de 0,5-3 m / s, y atracos generales de vapor están en el intervalo de 0,45-0,85. El estudio reveló que los modelos compartimentales de reacción constantes no coinciden con los datos de la planta cuando constantes de tiempo de reacción son rápidos. Además, los códigos de dinámica de fluidos computacional comercial off-the-shelf no producen información útil sobre una columna reactiva de esta magnitud sin primero validar el modelo con "anclas" de datos de las columnas de operación a gran escala. Medidas importantes incluyen perfiles tanto transitorios y el tiempo medio, integrales y Extrema de vapor de atraco y reactivos. Diseños de reactores en base a este estudio muestran tanto la mejora de la productividad y la calidad del producto, lo que permite una producción récord de las plantas existentes, junto con la reducción del ámbito de aplicación de capital sustancial para las nuevas instalaciones. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

TermodinámicaVariación de presión debido al choque térmico de CO 2 postres hidratoAbstractoCO 2 postres hidratos son carbonatadas postres helados en los que el CO 2 se encuentra atrapado en una estructura de dióxido de carbono en agua cristalina denominada CO 2 clatrato hidrato. La concentración de CO 2 de la postre permite fuerte percepción de carbonatación, pero CO 2 hidrato de disociación durante el choque térmico puede causar altas presiones del paquete durante el almacenamiento y la distribución. En este trabajo, se desarrolla un modelo para la presión de paquete como una función de la temperatura, contenido de CO 2, el volumen de paquetes, la masa de postre, y la receta. El modelo ha sido validado por comparación con una medida experimental de la presión y la masa de un hidrato de CO 2 postre sometido a choque térmico. Se muestra que durante el choque térmico de un paquete sellado puede alcanzar presiones mayores que la presión de equilibrio 2 hidrato de hielo-CO. A presiones por encima de la presión de equilibrio 2 hidrato de hielo-CO, la fracción de agua cristalizada en el postre puede ser aumentada, potencialmente mitigar los daños de choque térmico. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Ingeniería Ambiental y de EnergíaPenetración a través de CO 2 membranas poliméricas vidriosos selectivos en presencia de sulfuro de hidrógenoAbstractoLos componentes menores presentes en corrientes de gas de alimentación pueden tener una influencia significativa en el rendimiento de separación de las membranas poliméricas. El sulfuro de hidrógeno está presente en muchos de los procesos que es posible la captura de CO 2 y por lo tanto puede someterse a adsorción competitiva con CO 2 para el transporte a través de la membrana, así como influir en la morfología de la membrana inductor de plastificación. Este

estudio investiga el cambio en la permeabilidad de CO 2 y CO 2 / N 2 selectividad de dos membranas poliméricos vítreos; polisulfona y 6FDA-TMPDA, cuando 500 ppm de H 2 S está presente en la mezcla de gas. Los resultados de este estudio revelan que el H 2 S en cantidades traza tiene una fuerte influencia en el rendimiento de la separación de las dos membranas. Para ambas membranas, se observa una presión parcial de plastificación ~ 0,5-0,6 kPa H 2 S. H 2 S sorción competitiva también se observa y se modela por la teoría de doble sorción competitiva. Los resultados sugieren que la permeabilidad del gas mixto influye en la cantidad de cada gas inmovilizada dentro de los huecos de Langmuir, además de los efectos de sorción competitivos esperados. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

20 V pila de supercondensadores acuosas con carbono (-), las placas bipolares de titanio y CNT-polipirrol compuesto (+)AbstractoUna pila de 20 V 19 supercondensadores se fabrica a partir de placas de titanio bipolares (150 × 150 × 0,1 mm 3) revestidas en cada lado con los nanotubos de carbono y de polipirrol compuesto (+) y pigmento negro de carbono (-), y separadores poliméricos microporosos que contiene KCl acuoso . Estanqueidad interna de cada celda de la pila se logró mediante la colocación de una arandela de goma de silicona entre las placas bipolares vecinos. La pila se puso a prueba mediante voltamperometría cíclica de alta tensión, la carga y descarga de galvanostático y espectroscopía de impedancia electroquímica. Se acercó a 25 kW / kg en la máxima potencia específica y 3,64 Wh / kg de energía específica. El rendimiento de la pila a través de intermitentes pruebas de carga-descarga en un período de almacenamiento de 10 meses (aún en curso) se mantuvo bastante estable. Por ejemplo, se exhibió casi nulo deterioro en la capacidad después de 1000 galvanostáticas ciclos continuos de carga-descarga en el primer mes de almacenamiento (10 V), y menos del 6% de pérdida en el séptimo mes (19 V). © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Abril 2012Volumen 58, Número 4Páginas 986-1311Mecánica de Fluidos y Fenómenos de Transporte

Efectos de la forma de la superficie de la geometría y la topografía de la superficie del baño de fusión de fusión por láser de baja densidad de energíaAbstractoSe establecen las correlaciones cuantitativas entre volumen de la pieza de trabajo y fundir geometría de la piscina, así como el flujo y las características térmicas de la piscina de masa fundida. Convecciones Thermocapillary en baño de fusión con una superficie libre deformable son investigados con respecto a la forma de la superficie y la intensidad del láser. Cuando el ángulo de contacto entre la tangente a la superficie superior y la pared vertical en el centro caliente es aguda, la superficie libre se aplana, en comparación con el de la superficie libre inicial. De lo contrario, la superficie libre constituye una forma de bol con un cráter profundo y una llanta baja periférica cuando el ángulo de contacto en el centro caliente es obtuso. El aumento de volumen de la pieza de trabajo a una intensidad de láser fijo y un gradiente de altura radial negativo causan disminuciones lineales en el tamaño geométrico y la magnitud del flujo y la temperatura del baño de fusión. Por el contrario, se observaron aumentos lineales con un gradiente de altura radial positivo. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Obtención de disolvente accesible superficie proteínas cuando los datos estructurales no está disponible utilizando la presión osmóticaAbstractoAquí, ofrecemos un algoritmo que predice disolvente accesible superficie (SASA), utilizando datos de la presión osmótica de soluciones concentradas. Ovejas monómero hemoglobina y β-lactoglobulina se utilizan para la verificación. Además, SASA para estructuralmente desconocido ternero lente α-cristalina agregado se predijo. Utilizando los datos de presión osmótica, el valor predicho para la hemoglobina SASA ovejas, 22.398 ± 1.244 Å 2, estaba en excelente acuerdo con las predicciones del modelo de cálculo (24.304 Å 2-26100 Å 2). Del mismo modo, los valores pronosticados para SASA bovina β-lactoglobulina en soluciones de pH de pH 5.1, 6.0 y 8.0, fueron 5.765 ± 1.031 Å 2, 6656 ± 1082 Å 2, y 9,141 ± 1,060 Å 2, respectivamente, se encontraban en buen acuerdo con el valor SASA computacionalmente determinado (7500 Å 2 -8,628 Å 2). Predicción SASA para el agregado de la lente de ternero α-cristalina (800 kDa) se encontró que era 417.691 ± 16.790 Å 2. Estos resultados ilustran que este nuevo método puede proporcionar una alternativa experimental importante en la estimación de SASA para las proteínas y, posiblemente, sus complejos en solución. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Efectos de inclinación sobre las características de la onda de las corrientes de gas-líquido anulares

AbstractoLas mediciones de características de la onda se han llevado a cabo en un tubo de diámetro de 0,0762 m interno (DI) en inclinaciones de 0 °, 10 °, 20 °, 45 °, 60 °, 75 °, y 90 ° de la horizontal. Celeridad de la onda y la frecuencia dependen muy fuertemente en el parámetro modificado Lockhart-Martinelli, X *, y el ángulo de inclinación. Wave amplitud aumenta con el aumento de espesor de la película líquida en la parte inferior de la tubería. Amplitud de la onda depende del espesor de película líquida para cualquier diámetro de la tubería, la tensión superficial y la viscosidad. Número de Strouhal (frecuencia de la onda adimensional) disminuye con el aumento de X *. Efecto del diámetro del tubo, la tensión superficial y la viscosidad del líquido en la película de líquido número de Reynolds, Re LF, fue estudiado.Re variación LF con X * no es sensible a la tensión superficial y menos sensible al diámetro de la tubería. Sin embargo, Re LF es muy sensible a la viscosidad del líquido que fluye. Se proponen las correlaciones de celeridad de la onda, la amplitud, la frecuencia y la película líquida número de Reynolds. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Estudio del efecto de gradiente de temperatura en el proceso de disolución sólida bajo la acción del campo magnético giratorio transversalAbstractoEl estudio del efecto del campo magnético giratorio transversal en el proceso de disolución de la muestra de roca-sal es el principal propósito de este trabajo. Por otra parte, el estudio experimental de la influencia del gradiente de temperatura entre la superficie de la muestra y la temperatura del disolvente en este proceso se presenta en este artículo. Los resultados de las investigaciones se resuelven por medio de las nuevas ecuaciones adimensionales tipo incluyendo números estándar y magnéticos. Los resultados obtenidos se comparan con los datos dados en la literatura anterior. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Tecnología de Partículas y fluidizaciónTransporte neumático de materiales granulares con efectos electrostáticosAbstractoLa metodología de acoplamiento gran simulación de Foucault (LES) con el método de los elementos discretos se aplicó para estudios computacionales de transporte neumático de materiales granulares a través de las tuberías verticales y horizontales en la presencia de efectos electrostáticos. Los resultados numéricos LES obtenidos son concordantes con la legislación de la pared para diversos rangos de + y. Las simulaciones mostraron que una fina capa de partículas formada y permaneció adherido a las paredes de la tubería durante el proceso de transporte neumático debido a los efectos de fuertes fuerzas electrostáticas de atracción hacia las paredes de la tubería.Las concentraciones de partículas fueron generalmente más altos cerca de las paredes del tubo que en el centro de la tubería resultante en el patrón de flujo de anillo observado en estudios experimentales anteriores. La estrecha correspondencia entre los vectores de velocidad de las partículas y vectores de fuerza de arrastre era indicativo de la importancia de las fuerzas de arrastre de fluido en influir en los comportamientos de partículas. En contraste, las partícula-partícula fuerzas de repulsión electrostáticas mucho más débiles tenían efectos insignificantes sobre los comportamientos de partículas dentro del sistema en todas las condiciones de funcionamiento consideradas. La fuerza del campo electrostático desarrolló durante el transporte neumático aumenta con la disminución del caudal debido a la mayor cantidad de colisiones de partículas de pared. En base a los análisis dinámicos de fuerzas que actúan sobre las partículas individuales, se puede concluir que los efectos electrostáticos desempeñaron un papel dominante en influir en los comportamientos de partículas durante el transporte neumático a velocidades de flujo bajas, mientras que las fuerzas de arrastre se volvieron más importantes a altas velocidades de flujo. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

La intensificación de procesos en tecnología de partículas: Características de los revestimientos en polvo producidos por no isotermo inversión de fase inducida por el flujoAbstractoLas características de los recubrimientos en polvo fabricados a través de una técnica de procesamiento de novela basada en no isotermo Nbajo inducida granulación inversión de fase mejorada por inyección de fluidos para promover la inversión de fase y la formación de partículas en estado fundido se resume. Los experimentos se llevaron a cabo en un granulador de propósito construido, que opera en un disco disposición de rotor-estator en paralelo, de modo que el mecanismo de granulación podría ser estudiado. El producto de esta granulación intensiva se comparó con la del proceso de fabricación de recubrimiento en polvo convencional. La comprensión del mecanismo de la granulación intensiva ayudó a rediseñar el equipo que dio lugar a partículas más pequeñas.Características de dispersión de pigmento se mejoraron mediante granulación intensiva. Además, el intervalo de tamaño de partícula se puede reducir significativamente mediante granulación en seco y granulación en fase gaseosa, y la capacidad de flujo se puede mejorar mediante granulación en húmedo. El análisis químico de las partículas por transformada de Fourier análisis de

espectroscopia de infrarrojos mostró que la inyección de fluido refrigerante no tuvo efecto sobre la composición química. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Presión granular en un lecho fluidizado líquido según lo revelado por espectroscopía de onda de difusiónAbstractoLa presión y la temperatura granular granular sustentan diversos modelos de flujos granulares mientras están jugando un papel cada vez mayor en el modelado de otros fenómenos en los sistemas granulares, tales como la transferencia de calor, la segregación, la erosión, el desgaste y la agregación. El desarrollo y la validación de estas teorías exigen determinación experimental de estas dos cantidades. Espectroscopía de onda difusa (DWS) es ahora una técnica aceptada para la medición de la temperatura granular en los sistemas granulares densos. Usando datos de temperatura granulares obtenidas de DWS con la teoría cinética del flujo granular, hemos obtenido los datos de presión granulares para una cama de líquido fluido. La variación determinada de la presión media de la cama granular con fracción de volumen sólido cama media se compara favorablemente con los datos experimentales ya publicados y los modelos teóricos de los demás. Cuando se producen discrepancias, que pueden atribuirse a las diferencias en inercia de las partículas, lo que sugiere trabajo adicional sobre modelos de presión granulares se requiere. Por último, se presenta la variación de la presión granular con la altura sobre el distribuidor de varios sólidos fracciones medias de volumen. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Un estudio de la estructura de la segregación del tamaño de partícula en tres dimensiones en un tambor giratorioAbstractoTridimensionales de partículas estructuras segregación tamaño de las mezclas binarias de seis relaciones de diferente tamaño (SR = 1,42 a 3,37) en un tambor giratorio se estudian. La formación de dos satélites de partícula más pequeños alrededor de la banda rica más pequeña-partícula central en el mecanismo de la formación de núcleo-engrosamiento banda se informó por primera vez. Las mezclas binarias de seis SR muestran tres formas de satélite, incluyendo la forma pequeña protuberancia, la forma de hacha, y la forma hemisferio. A excepción de la mezcla binaria de SR = 2,01 con la forma satélite hacha, el tamaño de satélite aumenta con el aumento del valor de SR a la misma profundidad del lecho. Los grados de la mezcla de las mezclas binarias de seis SR diferente a diferentes profundidades del lecho se analizaron mediante el índice de mezcla Lacey. El grado de mezcla en la superficie de la cama y cerca de la pared cilíndrica del tambor pueden ser explicadas por el modelo de deriva por difusión de Savage (1993). © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012A subgrid modelo de velocidad de deriva funcional para la predicción de arrastrar filtrada por un denso lecho fluidizadoAbstractoDebido a las limitaciones de tiempo de cálculo, simulaciones completamente resueltos utilizando el modelo de dos fluidos del flujo dentro de lechos fluidizados a escala industrial son inasequibles. El enfoque de filtrado se utiliza para tener en cuenta el efecto de pequeñas escalas no resueltas en las grandes escalas resueltas computado con "gruesas" mallas realistas. Mediante una simulación totalmente resuelto, se destaca la necesidad de dar cuenta de una velocidad de desplazamiento inferior a la malla para obtener la expansión del lecho correcta al utilizar tejidos gruesos. Esta velocidad, que se define como la diferencia entre la velocidad del gas filtrada visto por la fase de partículas y la velocidad del gas filtrada resuelto, modificar la velocidad relativa efectiva que aparece en la ley de arrastre. Cerramos como una corrección de la velocidad relativa resuelto en función de la concentración de partículas se filtró y el tamaño del filtro. Un procedimiento dinámico se utiliza para ajustar un parámetro de ajuste. Expansión del lecho obtenido con una prueba a posteriori en simulaciones grueso de la red se adapta muy bien a las simulaciones totalmente resueltos. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Un índice de escala de las partículas en la cuantificación de la mezcla de partículasAbstractoMétodo de los elementos discretos (DEM) es una herramienta útil para obtener detalles de los procesos de mezcla en una escala de partículas. Se ha demostrado satisfactoriamente para describir la estructura de flujo desarrollado en mezcladores de palas. Aquí, la ventaja es tomada de la microestructura obtenida de marcos alemanes para evaluar la mejor manera de cuantificar la microestructura creado por mezcla. Un índice de mezcla escala de partículas (PSMI) se define sobre la base de números de coordinación para representar la estructura de una mezcla de partículas. La calidad de la mezcla es luego analizado cualitativa y cuantitativamente de tres maneras diferentes: un índice de mezclado macroscópico basado en el enfoque convencional, número de coordinación y PSMI. Su eficacia se examina sobre la base de datos DEM generados para diferentes arreglos de carga de partículas y mezclas binarias de partículas con distintas fracciones de volumen, las proporciones de tamaño y proporciones de densidad. A diferencia de los otros dos métodos, PSMI revela de una manera sencilla si una mezcla binaria de diferentes partículas está mezclando o segregar con el tiempo, mientras que ser capaz de detectar cambios estructurales escala de partículas que acompañan a los procesos

de mezcla o la segregación en todas las mezclas investigadas. Por otra parte, PSMI es prometedor en la que no está influenciada por el tamaño y el número de muestras, que afectan a los índices de mezcla convencionales. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Simulación CFD de gas y los sólidos se mezclan en FCC strippersAbstractoEl gas y el sólido mezclando strippers craqueo catalítico fluido con y sin partes internas se investigaron mediante simulaciones de dinámica de fluidos computacional. El modelo de dos fluido euleriano-euleriano junto con el modelo de resistencia Gidaspow modificado se utilizó para simular el comportamiento del flujo de gas-sólido. El estudio independencia de la red y la comparación de las simulaciones en 2D y 3D se llevaron a cabo primero. Se utilizaron El modelo de distribución de tiempo de residencia y el modelo de dispersión axial para obtener los parámetros que indican el grado de back-mezcla, tales como el tiempo de residencia medio, varianza adimensional y número de Peclet de gas y sólidos. Por otra parte, también se analizó la influencia del tamaño de las burbujas y / distribución del flujo de gas sólido en la transferencia de masa entre la burbuja y la fase de emulsión. Los resultados muestran que los deflectores en el separador V-deflector pueden mejorar de manera eficiente el gas y los sólidos de mezcla, reducir el grado de back-mezcla de gas y sólidos, fortalecer la transferencia de masa entre la burbuja y la fase de emulsión, y por lo tanto mejorar la eficiencia de extracción. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

SeparacionesDe doble capa PBI/P84 fibras huecas para pervaporación deshidratación de acetona

Abstracto

Deshidratación acetona a través de pervaporación es un reto, debido a la acetona y el agua tienen tamaños moleculares

estrecha, y acetona tiene una presión de vapor mucho más alta que el agua. La acetona es también un poderoso

disolvente, que disuelve o hincha la mayoría de los polímeros. Hemos desarrollado nuevos polibencimidazol / BTDA-TDI /

MDI (PBI/P84) fibras huecas de doble capa para pervaporación deshidratación de acetona para separaciones industriales

y biocombustibles. Ambas modificaciones de reticulación térmicos y químicos se aplicaron a las membranas para

investigar su eficacia para superar hinchazón acetona inducida. El tratamiento térmico puede mejorar efectivamente el

rendimiento de separación, pero la estabilidad de rendimiento sólo puede lograrse a través de la modificación de la

reticulación del PBI. La reticulación por dicloruro de p-xileno seguido de un tratamiento térmico por encima de 250 ° C

muestran una efectividad significativa para mejorar y estabilizar el rendimiento de pervaporación. El volumen libre

fraccional de la capa selectiva de PBI reduce 3,27 a 1,98% y 1,33%, respectivamente, después del tratamiento térmico y

una combinación de modificaciones de reticulación térmicas caracterizadas por espectroscopia de aniquilación de

positrones química /. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Modelado de onda no lineal y análisis dinámico de las columnas de destilación térmicamente acopladas internos

Abstracto

Columna de destilación térmicamente acopladas Interna (ITCDIC) es una frontera en la investigación destilación de ahorro

de energía.Es bien conocido por la compleja dinámica, que cuestionan el establecimiento de un modelo excelente para

reducir aún más el diseño de estrategias de control en gran medida. En este artículo se explora un enfoque físico del

proceso ITCDIC basado en la teoría de onda no lineal, donde se descubrió por primera vez que la teoría de las ondas

tradicionales en columnas de destilación convencionales (CDIC) no se puede aplicar directamente en ITCDIC, debido a:

En primer lugar, el interno resultados acoplamiento térmico en las tasas de flujo molares que varían evidentemente más

de cada etapa, que no sólo hace que el modelado de la onda del fenómeno de la onda en la dinámica de onda más

difíciles, pero también hace que ITCDIC enormemente diferentes entre ITCDIC CDIC y, en segundo lugar, se ha

descubierto un fenómeno de onda interesante de ITCDIC que las ondas situadas en la sección de rectificación y de viajes

decapado sección bajo tendencias opuestas cuando el estado de equilibrio se altera por el cambio de paso de la

condición térmica q,uno agudiza y el otro es probable que se extienda sincrónicamente, que significa el movimiento de los

perfiles de onda en ITCDIC podría no se describe simplemente por la velocidad de la onda de choque, que se utiliza por lo

general en el modelado de la onda de CDIC; más en serio, las formas de los perfiles de onda auto-afilado en cambio

ITCDIC, obviamente, durante los procesos de viaje, lo que revela, además, que influencia la forma en la velocidad de la

onda tiene que tenerse en cuenta en el modelado de onda de ITCDIC. La velocidad de la onda riguroso y una velocidad

de la onda natural se derivan, respectivamente, a partir del cual, los análisis detallados de las características de las ondas

que viajan se llevan a cabo. Una velocidad de la onda novela, sobre la base de la función de ensayo de perfil que ha sido

bien desarrollado por Marquardt, se deriva además examinar el cambio obvio de forma de perfil. Y un modelo de onda no

lineal completa de ITCDIC De este modo se estableció mediante la combinación de la velocidad de la onda propuesto con

las relaciones de acoplamiento térmico y las relaciones de balance de materiales. El sistema benceno-tolueno se ilustra

como un ejemplo, donde la concentración de componente de predicción y características dinámicas diferentes se llevan a

cabo en detalle sobre la base de los modelos de ondas no lineales propuestos. Los resultados de la investigación ponen

de manifiesto la precisión y la validez del modelo de onda no lineal propuesto ITCDIC. © 2011 American Institute of

Chemical Engineers AIChE J, 2012

Process Systems EngineeringDiseño óptimo de las cadenas de suministro de biocombustibles celulósicos sostenibles: optimización multiobjetivo, junto con la evaluación del ciclo de vida y el análisis input-output

Abstracto

En este artículo se aborda el diseño óptimo y la planificación de las cadenas de suministro de etanol celulósico para los

objetivos económicos, ambientales y sociales. El objetivo económico se mide por el costo anual total, el objetivo ambiental

se mide por el ciclo de vida de las emisiones de gases de efecto invernadero, y el objetivo social se mide por el número

de puestos de trabajo locales acumulados. Un modelo de programación lineal entera mixta multiobjetivo (mo-MILP) es

desarrollado que da cuenta de las principales características de las cadenas de suministro de etanol de celulosa, como la

estacionalidad oferta y diversidad geográfica, la degradación de la biomasa, la densidad de materia prima, diversas vías

de conversión y subproductos, la compatibilidad de la infraestructura, la distribución de la demanda , la economía

regional, y los incentivos del gobierno. Modelos para biorefinerías con diferentes materias primas y las vías de conversión

Aspen Plus se construyen para proporcionar los resultados del análisis técnico-económicos y de emisión detallados para

el modelo mo-MILP, que predice de forma simultánea el diseño óptimo de la red, ubicación de las instalaciones, la

selección de la tecnología, la inversión de capital, planificación de la producción, control de inventario, logística y las

decisiones de gestión. El problema mo-MILP se resuelve con un método ε-restricción, y las curvas de Pareto-óptimas

resultantes revelan el equilibrio entre las dimensiones económica, ambiental y social de las cadenas de suministro de

biocombustibles sostenibles. Se ilustra el método propuesto a través de dos estudios de caso para el estado de Illinois. ©

2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012La cuantificación de las tasas de fuga de la válvula

Abstracto

Este artículo ofrece una visión general de los métodos relativos a la detección y cuantificación de fugas internas a través

de las válvulas.También se presentan las comparaciones de los métodos que utilizan nuevos datos experimentales con

énfasis en la información espectral en las señales. El primer método utiliza relaciones analíticas conocidas entre las

emisiones acústicas y de flujo de fluido. El segundo método es un enfoque comparativo basado en datos, donde se

compara una señal de línea de una válvula con fugas con un conjunto de señales de referencia guardados de válvulas

con fugas. El trabajo presenta una forma nueva y mejorada de la estimación de pérdida en comparación con lo que se

practica en la industria hoy en día, que en última instancia resultar en operaciones más seguras y reducir los costos

relacionados con el mantenimiento. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Derretir la predicción de índice basado en redes neuronales difusas y el algoritmo PSO con la estrategia de corrección en línea

Abstracto

Se presenta un esquema de modelado de recuadro negro para predecir el índice de fusión (MI) en el proceso de

polimerización de propileno industrial. MI es una de las variables más importantes que determinan la calidad de

especificación de producto, y es influenciado por un gran número de variables de proceso. Teniendo en cuenta que es

costoso y requiere mucho tiempo para medir el MI en el laboratorio, un método de modelado mucho más barato y más

rápido estadística se presenta aquí para la predicción de MI en línea, que consiste en las tecnologías de red neuronal

difusa, enjambre de partículas de optimización (PSO) algoritmo, y la estrategia de corrección en línea ( OCS). La

eficiencia y la precisión de la predicción de aprendizaje del modelo propuesto se verifica en base a datos históricos reales

de la planta, y la comparación entre los diferentes algoritmos de aprendizaje se lleva a cabo en detalle para mostrar la

ventaja del algoritmo mejor vecino PSO (BNPSO) propuesto con OCS. © 2011 American Institute of Chemical Engineers

AIChE J, 2012Inmovilización de lipasa en nanopartículas magnéticas de líquidos iónicos modificados: Los líquidos iónicos controlados ésteres de hidrólisis en la interfaz aceite-agua

Abstracto

La hidrólisis del éster en la interfaz aceite-agua por la lipasa inmovilizada covalentemente en nanopartículas magnéticas

de líquidos iónicos modificados se investigó. Soportes magnéticos con un diámetro de 10-15 nm fueron sintetizados por

unión covalente de los líquidos iónicos (longitud de cadena de C 4 y C 8 y aniones Cl -, BF 4 -, y PF 6 -) en la superficie de

Fe 3 O 4 nanopartículas. La lipasa se inmovilizó covalentemente en Fe 3 O 4 nanopartículas usando líquidos iónicos como el

reactivo de acoplamiento. Magnético líquido iónico modificado nanopartículas injertado lipasa preferentemente situado en

la interfase aceite-agua. Se tiene mayor actividad catalítica que su contraparte nativa. Un modelo de Michaelis-Menten

modificada se utilizó para elucidar el efecto de la velocidad de agitación, la relación de fase acuosa-orgánica, la cantidad

total de enzima, y la longitud de la cadena éster. Las influencias de estas condiciones en ésteres de hidrólisis en la

interfaz aceite-agua fueron consistentes con la introducción de la capa intermedia de líquidos iónicos. Los líquidos iónicos

se podrían utilizar para controlar las características interfaciales de aceite-agua durante la hidrólisis catalizada por la

lipasa, y por lo tanto controlar el comportamiento de lipasa inmovilizada. © 2011 American Institute of Chemical Engineers

AIChE J, 2012Síntesis y optimización de procesos de configuraciones biorrefinería

Abstracto

Recientemente, ha habido un creciente interés en el desarrollo de tecnologías rentables para la producción de

biocombustibles. Un enfoque común para la investigación de biocombustibles es inventar o mejorar una etapa de

conversión bioquímica o termoquímica.Posteriormente, se añaden otros pasos de conversión y la separación para formar

un diagrama de flujo de bio-refinería completa.Debido a este enfoque se estructura en torno a un paso de conversión

específico, puede limitar las posibilidades de configuración de bio-refinerías óptimas e innovadoras. En este artículo se

propone un enfoque novedoso y sistemática de dos etapas para la síntesis y la optimización de las configuraciones de

biorrefinería, las materias primas disponibles dadas y productos deseados. En la etapa de síntesis, se desarrolla un

enfoque basado en sistemas para crear una forma metódica para la síntesis de bio-refinerías integradas. Este método se

conoce como enfoque de "adelante-atrás". Se trata de la síntesis de la biomasa hacia adelante a posibles intermedios y la

síntesis inversa a partir de los productos deseados y la identificación de especies y las vías necesarias que conducen a

ellos. En la etapa de optimización, el principio de optimalidad de Bellman se aplica para descomponer el problema de

optimización en subproblemas en que una política óptima de las tecnologías disponibles se determina para cada etapa de

conversión. Una formulación de optimización se utiliza para determinar la configuración óptima basada en la detección y

la conexión de las políticas óptimas y generar el diagrama de flujo de bio-refinería. Un estudio de caso de las vías de

alcohol que producen a partir de biomasa lignocelulósica se resuelve para demostrar los méritos del enfoque propuesto. ©

2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Reactores, Cinética y catálisis

Modelización rigurosa de la cinética de la formación de depósitos de carbonato de calcio

Abstracto

La complejidad de CaCO 3 la formación de depósitos sobre una superficie de flujo surge de la necesidad de tener en

cuenta el transporte de componentes múltiples de todas las especies iónicas que intervienen en el sistema

carbónico. Varios modelos semitheoretical y empíricos disponibles. Este artículo presenta un modelo cinético rigurosa que

tenga en cuenta el transporte difusional de todas las especies que participan en CaCO 3 deposición de la pared bajo un

flujo turbulento, así como la cinética de la reacción de cristalización de CaCO 3. Se evalúan las condiciones en las que

pueden utilizarse las expresiones simplificadas de alto y bajo-pH. Se muestra que las ecuaciones de velocidad de

precipitación simplificados proporcionan resultados dentro de 10% de la solución rigurosa cuando se aplica la expresión

de alto pH para soluciones a niveles de pH por encima de 9,5, y la expresión de bajo pH se aplica para las soluciones en

los niveles de pH por debajo de 7,6. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012Un nuevo concepto de reactor de membrana dinámica con el patrón de flujo radial de material reactivo y el patrón de flujo axial de gas de barrido en reformadores de nafta catalítica

Abstracto

Unidades de reformado de nafta son de gran interés para la producción de hidrógeno en refinerías. En este sentido, se

propone la aplicación del concepto de la membrana en los reactores tubulares de nafta radial de flujo para la producción

de hidrógeno. Debido a la importancia del problema de la caída de presión en las unidades de reformado catalítico de

nafta, se proponen los reactores de flujo radial. Un reactor de membrana tubular de flujo radial (RF-TMR) con el patrón de

flujo radial de la alimentación de nafta y el patrón de flujo axial del gas de barrido se propone como una configuración

alternativa para los reactores de flujo axial tubulares convencionales (AF-TR) . El área de sección transversal del reactor

tubular se divide en algunas subsecciones en el que las paredes de los huecos entre las subsecciones se revisten con la

capa de membrana de Pd-Ag. Un modelo matemático dinámico teniendo en cuenta las coordenadas radiales y axiales ((r,

z)-coordenadas) ha sido desarrollado para investigar el rendimiento de la nueva configuración. Los resultados muestran ~

300 y 11 kg / h en aumento aromáticos y las tasas de producción de hidrógeno en RF-TMR en comparación con el AF-TR,

respectivamente. Además, las partículas de catalizador más pequeñas con una mayor eficiencia se pueden utilizar en RF-

TMR debido a una ligera caída de presión. La mejora en aromáticos (octanaje) y producciones de hidrógeno, debido a la

aplicación simultánea del concepto de membrana y el patrón de flujo radial en reactores nafta motiva la aplicación de RF-

TMR en las refinerías. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Materiales, interfaces y fenómenos electroquímicosOptimización de la microestructura de cátodos compuestos porosos en pilas de combustible de óxido sólido

Abstracto

Un micromodelo integral para predecir el rendimiento electroquímico de compuestos porosos cátodos LSM-YSZ en pilas

de combustible de óxido sólido (SOFC) se desarrolla. El modelo de esfera de relleno al azar se utiliza para estimar las

propiedades microestructurales de cátodo necesarios para la micromodelo. El micromodelo desarrollado tiene en cuenta

la interdependencia compleja entre el transporte de masa, medios de transporte de electrones y de iones, y la reacción

electroquímica, y se puede utilizar para la optimización de la microestructura de porosos LSM-YSZ cátodos

compuestos. Se muestra que el rendimiento electroquímico de estos cátodos depende de las variables microestructurales

de la porosidad del cátodo, el espesor, la relación de tamaño de las partículas, y el tamaño y la fracción de volumen de

partículas de LSM. El efecto de estas variables microestructurales en la resistencia total del cátodo, como la función

objetivo para lograr la microestructura óptima para el cátodo, se estudió a través de simulación por ordenador. Los

resultados indicaron que para un cátodo LSM-YSZ funcionamiento con la temperatura promedio de 1073,15 K, mayor

presión parcial de oxígeno de 0,21 atm, y la densidad de corriente total de 5000 Am -2, y limitada al valor mínimo de 1 m

para el tamaño de los partículas de LSM y 0,25 para el cátodo porosidad, se obtiene la microestructura óptima en la

relación de tamaño de partícula de la unidad, tamaño de partícula LSM de 1 micras y la fracción de volumen de 0.413, la

porosidad de 0,25, y el espesor de 60 micras. La resistencia de cátodo total correspondiente al cátodo optimizado se

estima en 0.291 Ω cm 2. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Bioingeniería, Alimentos y Productos NaturalesMicroondas combinación de calefacción: Acoplados electromagnetismo-multifase modelado medios porosos y la experimentación MRI

Abstracto

El trabajo incluye el desarrollo de un modelo de fases múltiples medios porosos y adquisición de imágenes por resonancia

magnética (MRI) para estudiar la combinación de microondas calefacción. Se consideró Combinación de

electromagnético, convección y radiante.El material que está siendo calentado se modeló como un medio higroscópico

poroso con diferentes fases: matriz sólida, el agua y el gas, y se incluye el flujo impulsado por la presión, la difusión

binaria y de cambio de fase. El modelo de transporte en tres dimensiones fue completamente junto con el

electromagnetismo para incluir el efecto de las propiedades de la variable. IRM se utilizó para obtener la temperatura y la

humedad distribuciones espaciales para validar el modelo. El modelo demostró que los materiales de alta y baja humedad

se comportan de manera diferente en diferentes combinaciones de calefacción y las directrices generales para la

combinación de modos de calentamiento se obtuvieron. Materiales de bajo contenido de humedad se pueden calentar con

eficacia el uso de más alta potencia de microondas que no es posible en el material de alta humedad. Se encontró ciclo

de microondas para ser útil en la distribución de calor volumétrica excesiva generada por microondas. © 2011 American

Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012

Mayo 2012

Volumen 58, Número 5

Pages 1314-1637

Diciembre 2012

Volumen 58, Número 12

Pages 3608-3932Ingeniería Biomolecular, Bioingeniería, Bioquímicos, los biocombustibles, la alimentación y la