Génie de la Réaction Chimique : les réacteurs homogènes

\(C\)

mol m^-3

\(\mathrm{Cp}\)

J kg^-1 K^-1

\(Cp\)

J mol^-1 K^-1

\(\mathrm{E}\)

J kg^-1

\(E\)

Elle est telle que la fraction de fluide qui séjourne dans l'installation pendant un temps compris entre \(t_s\) et \(t_s+\mathrm{d}t_s\) égale le produit \(E(t_s) \cdot \mathrm{d}t_s\).

-

\(Ea\)

J mol^-1

\(F\)

mol s^-1

\(F_0\)

Somme des débits molaires des espèces actives entrant dans le réacteur (réactif ou produit d'au moins une réaction), hors inertes donc.

mol s^-1

\(F_j\)

mol s^-1

\(g\)

Champ caractéristique de la pesanteur.

9,80665 m s^-2

\(\mathrm{H}\)

J kg^-1

\(H\)

J mol^-1

\(i\)

Indice faisant référence à la réaction considérée.

-

\(j\)

Indice faisant référence à l'espèce chimique concernée.

-

\(K\)

\(\Delta _r G^0 = - R \cdot T \cdot \ln \ (K)\)

-

\(k\)

dépend de l'ordre global de la réaction

\(k_0\)

\(k=k_0 \cdot \exp \ \left( -\frac{Ea}{R\cdot T} \right)\)

identique à celle de la constante de vitesse

\(m\)

Depuis Einstein, réunion des concepts de masse inertielle (capacité d'un corps à résister aux modifications de son mouvement sous une contrainte) et de la masse gravitationnelle ou pesante (qui définit la force d'attraction vers le sol et l'énergie potentielle de pesanteur).

kg

\(M_j\)

kg mol^-1

\(n\)

mol

\(n_0\)

Somme des nombres de moles des espèces actives initialement présentes dans le réacteur (réactif ou produit d'au moins une réaction), hors inertes donc.

mol

\(P\)

C'est la pression ordinaire. Au contraire de la pression dynamique par exemple, qui correspond à l'énergie cinétique par unité de volume.

La pression est une énergie par unité de volume, ou encore une force par unité de surface.

(On rappelle que 1 bar = 10⁵ Pa.)

Pa

\(\text{Pe}\)

Nombre sans dimension utilisé en transfert thermique ou en transfert de matière.

Il représente le rapport du transfert par convection forcée et du transport par diffusion.

\(\text{Pe} = \text{Re} \cdot \text{Sc} = \frac{u \cdot L}{D}\)

-

\(P_j\)

La pression partielle de l'espèce j est le produit de la fraction molaire y_j de cette espèce par la pression totale.

\(P_j = y_j \cdot P_{totale}\)

Pa

\(Q_m\)

Rapport de la masse écoulée pendant un certain temps, par ce temps.

\(Q_{m}=\frac{m}{t}\)

kg s^-1

\(Q_v\)

Rapport du volume écoulé pendant un certain temps, par ce temps.

C'est aussi le produit de la vitesse moyenne du fluide circulant dans une conduite par la section de cette conduite.

\(Q_{v}=\frac{V}{t}=\overline{u} \cdot S\)

m³ s^-1

\(\mathbb{R}\)

1,9865 cal mol^-1 K^-1 (à utiliser lorsque la pression est en atm)

8,3144621 J mol^-1 K^-1

\(r_j\)

mol m^-3 s^-1

\(s_{P1/P2}\)

Rapport normalisé entre les flux de production de deux produits P1 et P2 à partir d'un même réactif clé A.

\(s_{P1/P2} = \frac{\nu_{P2/A}}{\nu_{P1/A}} \cdot \frac{F_{P1}}{F_{P2}}\) en réacteur ouvert

-

\(T\)

Mesure de l'agitation des molécules.

(On rappelle que la température en K est obtenue en ajoutant 273,15 à la valeur de cette température en °C.)

K

\(\overline{t_s}\)

s

\(\mathrm{U}\)

J kg^-1

\(u\) ou \(v\)

Rapport de la longueur d'un déplacement sur sa durée.

m s^-1

\(V\)

Grandeur physique qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.

(On rappelle que 1 L = 1 dm³ = 10^-3 m³.)

m³

\(X_A\)

Taux de conversion défini par rapport au réactif A.

-

\(X_i\)

Avancement normalisé (parfois appelé avancement généralisé) de la réaction numérotée \(i\).

-

\(x_j\) ou \(y_j\)

Rapport entre le nombre de moles d'espèce j et le nombre de moles total.

-

\(Y_{P/A}\)

Rapport normalisé entre le flux de production d'un produit P et le flux de réactif A disponible.

\(Y_{P/A} = \frac{F_P}{\nu_{P/A} \cdot F_{A0}}\) en réacteur ouvert

-

\(z\)

Repère de position (éventuellement verticale : altitude ou profondeur).

m

\(\Delta_r G\)

J mol^-1

\(\Delta_r H\)

J mol^-1

\(\Delta_r S\)

J mol^-1 K^-1

\(\Delta \nu_i\)

Dilatation stœchiométrique de la réaction numéro \(i\).

-

\(\phi\)

W

\(\eta_{P/A}\)

Rapport normalisé entre le flux de production d'un produit P et le flux de réactif A non consommé.

\(\eta_{P/A} = \frac{F_P}{\nu_{P/A} \cdot \left( F_{A0} - F_A \right)}\) en réacteur ouvert

-

\(\eta'_{P/A}\)

Rapport normalisé entre la vitesse de production d'un produit P et la vitesse de consommation du réactif A.

\(\eta'_{P/A} = \frac{\mathcal{R}_P}{\nu_{P/A} \cdot \left( - \mathcal{R}_A \right)}\)

-

\(\mu_n\)

\(\mu_n = \int\limits_{0}^{\infty}{t_s^n \cdot E\ \left(t_s \right) \cdot \mathrm{d}t_s}\)

dépend de n

\(\nu_{ij}\)

Coefficient stœchiométrique de l'espèce \(j\) dans la réaction numéro \(i\). C'est un nombre algébrique : positif pour les produits ; négatif pour les réactifs.

-

\(\tau\)

Rapport entre le volume d'un équipement et le débit volumique qui le traverse.

s