Tesis Doctorals - Departament - Química Tècnica
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TesiContribución al estudio de las superficies de respuesta(Universitat de Barcelona, 1977-05-12) Mata Álvarez, Joan; Costa López, José; Universitat de Barcelona. Departament de Química Tècnica[spa] Se recopilan los diseños rotatorios propuestos en la bibliografía. Se proponen nuevos diseños o combinaciones de aplicación secuencial de los ya existentes de primero, segundo o tercer orden. Se estudian en profundidad sus características matemático-estadísticas. Se efectúan simulaciones mediante ordenador digital para probar su validez. Asímismo se efectúa experimentación en el laboratorio para probar su efectividad en una situación práctica concreta.- TesiCatálisis con resinas sulfónicas de intercambio iónico en fase gaseosa: Esterificación de ácido acético con etanol(Universitat de Barcelona, 1985-09-30) Giménez Farreras, Jaume; Costa López, José; Universitat de Barcelona. Departament de Química Tècnica[spa] En el Departamento de Quimica Técnica de la Universidad de Barcelona se inició, hace algunos años , una linea de investigación en orden a profundizar en el comportamiento de las resinas sulfónicas de intercambio iónico como catalizadores (Cervera, S., 1978; Simarro, R., 1982. Estos estudios se realizaron, en fase liquida, con resinas de tipo geliforme y· pareció oportuno ampliar el campo a estudios en fase gaseosa y con resinas macroporosas. Se eligió la reacción de esterificación del ácido acético con etanol por ser una reacción ampliamente estudiada con otros catalizadores y, también, aunque con menor extensión, con resinas geliformes, y por el elevado interés industrial del producto. Con objeto de estudiar la influencia del tipo de resina y el porcentaje de divinilbenceno, se han utilizado como catalizadores una resina geliforme con 8% de DVB y cuatro resinas macroporosas con 8, 12, 18 y 20% de DVB. El intervalo de presiones parciales de etanol estudiado ha sido de 10 a 300 mm de Hg, para la resina macroporosa con 20% de DVB, y de 40 a 250 mm de Hg, para las restantes, siendo la presión total la atmosférica. El intervalo de temperatura ha variado entre 85 y 155ºC para la resina geliforrne y entre 85 y 120ºC para las macroporosas, realizandose todo el estudio en fase gaseosa. Las relaciones molares ácido/alcohol variaban entre 0,4 y 1,5. Se ha trabajado con conversiones inferiores al 30%, salvo en algún caso excepcional y en los experimentos en integral, en que se alcanzó el 80%. Para llevar a cabo el estudio se diseñó un dispositivo experimental en continuo con un reactor tubular de lecho fijo y flujo descendente, dotado de los correspondientes sistemas de alirnentación y calefacción. El dispositivo experimental estaba conectado a un cromatógrafo de gases con válvula de gases incorporada, lo que permitía la toma de muestras en continuo.
- TesiContribución al estudio de los fotorreactores de mezcla perfecta(Universitat de Barcelona, 1975-10-24) Esplugas Vidal, Santiago; Costa López, José; Universitat de Barcelona. Departament de Química Tècnica[spa] El objeto del presente trabajo es el desarrollo, resolución y comprobación experimental de un modelo matemático para el cálculo de fotorreactores anulares de mezcla perfecta operando en continuo. Este tema incluido en una de las líneas de investigación de este Departamento, complementa un trabajo anterior sobre fotorreactores tubulares realizado por el Dr. Francisco Vall Garriga para la obtención de su grado de doctor. La Introducción se halla dividida en tres Secciones. En la primera se tratan los fundamentos de ingeniería de las reacciones fotoquímicas, es decir las fuentes de radiación ultravioleta existentes en la actualidad, los procesos fotoquímicos industriales y las principales diseños de fotorreactores, finalizando con un estudio sobre el estado de conocimientos sobre el fotorreactor objeto de este trabajo en el inicio de la investigación. Los antecedentes de la parte experimental se dsscriben en la segunda Sección,y los objetivos del presente trabajo se mencionan en la tercera Sección. El Capítulo 3 contiene los métodos de análisis matemática y cálculo del fotorreactor anular continuo de mezcla perfecta, centrándose principalmente en el cálculo del perfil de intensidades, que es la diferencia esencial con las reactores de mezcla perfecta convencionales. En el Capítulo 4 se describe la instalación experimental y en el capítulo 5 la metodología a seguir para la realización de los experimentos. Los resultados experimentales se muestran en el Capítulo 6 que se ha dividido en dos Secciones. La Sección 6.1 comprende los resultedo·s obtenidos mediante la simulación de un proceso usando un ordenador; En la Sección 6.2 se exponen los resultados obtenidos en la instalación experimental: actinometría mediante le descomposición fotoquímica del ácido oxálico en presencia de sales de uranilo, el efecto de diversas soluci'noes filtrantes sobre la reacción anterior y la fotodescomposición de soluciones acuosas de ácido fórmico. Las conclusiones a que se ha llegado, así como varies recomendaciones para trabajos posteriors, se exponen en el Capítulo 7. Los listados de los programas de cálculo matemático utilizados en este trabejo se muestran en el Apéndice junto con unas notas explicativas sobre su funcionamiento. Finaliza esta Memoria con la exposición de la nomenclatura utilizada y la Bibliografía consultada.
- TesiContribución al estudio de la ignición térmica en sistemas gaseosos dinámicos(Universitat de Barcelona, 1975-11-19) Cunill García, Fidel; Costa López, José; Universitat de Barcelona. Departament de Química Tècnica[spa] La investigación objeto del presente trabajo ha perseguido, como fin primordial, adaptar un método continuo, ya existente en este Departamento, para la determinación de condiciones de ignición de combustibles liquidos. También desea ampliar y desarrollar un modelo matemático que describe teóricamente el fenómeno de la combustión tal y como se produce en el método experimental utilizado. La aplicación de las ecuaciones de conservación de la energia y materia, junto con la de conservación de cantidad de movimiento y con la ecuación cinética correspondiente conduce, en el caso de un reactor tubular con distribución radial de temperatures y concentraciomes, en regimen laminar y condiciones estacionarias, al modelo matemático del sistema, constituido finalmente por dos ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. El sistema de ecuaciones, con sus adecuadas condiciones de contorno, no tiene solución analitica obteniéndola numéricamente solamente cuando los parámetros del sistema toman ciertos valores. Se han determinado, mediante empleo de un ordenador, las valores críticos del sistema correspondientes al modelo planteado. Del mismo modo se ha realizado el estudio de la influencia de las condiciones internas del sistema, como es la consumición de los reactantes y de condiciones externas al mismo, como son las condiciones de la pared que lo confina. En general, las soluciones se han obtenido considerando la temperatura de pared como constante e igual a la inicial de la mezcla gaseosa, si bien se ha deducido la influencia de la variación de dicha temperatura sobre los valores de los parámetros críticos. La comprobación experimental del modelo es simplemente orientativa ya que se carece de los datos cinéticos lo suficientemente precisos requeridos por el modelo planteado. La idea inicial, base del método experimental utilizado, fue dada por Costa Novella y col. (1) y posteriormente utilizada par Storch de Gracia [2]. Una mejora del conocimiento y control de la temperatura en la pared fue realizada por Torra (3], quien construyó el reactor utilizado , en el que existen dos lechos fluidizados coaxiales. El interno tiene como misión mezclar, calentar, controlar térmicamente la mezcla gaseosa y actuar de cierre aguas arriba al producirse las explosiones de la misma. El externo controla la temperatura de pared. La innovación primordial del presente trabajo ha consistido en adoptar el métod·o al estudio de combustibles líquidos, alimentados directamente al reactor en dicho estado, mientras que en las anteriores trabajos las combustibles utilizados eran gases (metano, etano, propano y butano). Se ha ceñido el estudio a los hidrocarburos n-heptano e isooctano, ya que se toman como referencia de los combustibles utilizados en los motores de combustión interna, y de sus rnezclas, con el fin de establecer la influencia de la concentración de uno de ellos. La investigación experimental se ha llevado a cabo determinando las lapsos de ignición a distintas temperaturas. Para el n-haptano las ensayos se han efectuado a 2, 3, 4, 5, 6 y 7 veces la velocidad mínima requerida para la fluidización del lecho interno y para el isooctano y mezclas a unas 4 veces dicha velocidad minima.