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Estudio numérico y experimental de los fenómenos de transporte involucrados en el diseño de reactores electroquímicos, considerando flujo monofásico y bifásico.
José Trinidad López-Maldonado
Federico Castañeda Zaldivar
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
ELECTROQUÍMICA
Los reactores electroquímicos son utilizados comúnmente en el laboratorio y en aplicaciones industriales, como la electrosíntesis, electrodiálisis, remediación de medios contaminados y almacenamiento de energía. El reactor electroquímico de placas paralelas se utiliza frecuentemente en la industria debido a su amplio intervalo de aplicaciones en procesos electroquímicos, operando en condiciones de celda dividida por membrana y no dividida. Para describir la hidrodinámica en un reactor electroquímico, su influencia en el rendimiento del transporte de masa y la caída de presión (cuestiones importantes desde el punto de vista económico), se han llevado a cabo estudios de transporte de masa. La presente tesis doctoral muestra el efecto de dos distribuidores de flujo y tres configuraciones de electrodo en un reactor electroquímico diseñado en el CIDETEQ (basado en ElectroSynCell®), mediante estudios de hidrodinámica monofásica (distribución de flujo, caída de presión) y transferencia de masa, para describir cualitativa y cuantitativamente la influencia de las tres configuraciones de electrodo en el rendimiento del reactor. Además, se llevó a cabo un estudio de distribución de corriente y potencial secundario para evaluar las tres configuraciones de electrodo en el proceso de electro-cloración (sección 1). Asimismo, se estudiaron los fenómenos físicos en flujo bifásico disperso, mediante la comparación de curvas de distribución de tiempos de residencia (DTR) adimensionales simuladas y obtenidas experimentalmente, para conocer la influencia de la fase dispersa sobre la DTR en la zona de reacción del reactor. Además, se construyó un reactor con electrodos segmentados, con el propósito de evaluar la cobertura de burbujas en función de la velocidad del fluido en condiciones de operación reales (sección 2). The present Ph.D. thesis shows the effect of two flow distributors and three electrode configurations in an electrochemical reactor designed at CIDETEQ (based on ElectroSynCell®), employing single-phase hydrodynamic (flow distribution, pressure drop) and mass transfer studies, to describe qualitatively and quantitatively the influence of the three electrode configurations on the reactor performance. In addition, a study of current distribution and secondary potential was carried out to evaluate the three electrode config... Keywords: Electrochemical Engineering, Electrochemical Reactor, Ingeniería electroquímica, Reactores electroquímicos, Bifásico , Simulación
Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica, S. C.
08-08-2022
Tesis de doctorado
Español
Querétaro, Qro.
CIENCIAS TECNOLÓGICAS
Versión aceptada
acceptedVersion - Versión aceptada
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Tesis JOSE TRINIDAD LOPEZ MANDONADO DOC r.pdfTesis (Doctorado en Electroquímica) CIDETEQ, S.C. 20222.83 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir