История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Топ:
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Оснащения врачебно-сестринской бригады.
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Интересное:
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Дисциплины:
2021-02-05 | 96 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Уравнение материального баланса описывающее химический процесс в любом реакторе по произвольному участнику J для элементарного объёма проточного реактора и элементарного промежутка времени t имеет вид:
В этом уравнении первый член отражает перенос импульса (где U линейная скорость в направлении осей координат). Второй член уравнения учитывает диффузию (где D коэффициент диффузии, а Ñ (набла) оператор Лапласа .
Третий член уравнения учитывает непосредственное протекание химической реакции.
В соответствии с принятым допущением об идеальности реактора вытеснения (плоский профиль линейных скоростей, отсутствие перемешивания вдоль оси реактора, все параметры процесса, в каждом сечении, перпендикулярном оси потока – постоянны) общее уравнение материального баланса для элементарного объёма можно упростить.
В качестве элементарного объёма выберем объём вырезанный двумя параллельными плоскостями, расположенными на бесконечно малом расстоянии вдоль оси Z.
| |||||||
|
|
В соответствии с третьим допущением .
Следовательно, конвективный перенос происходит только в направлении оси Z.
В соответствии со вторым и третьим допущениями – диффузионный перенос отсутствует.
Тогда исходное уравнение для реактора идеального вытеснения, работающего в нестационарном режиме, будет иметь вид:
В случае стационарного режима, правая часть уравнения приравнивается к 0 и выражение записывается в виде:
Для реактора с постоянной площадью поперечного сечения канала, линейная скорость потока UZ будет величиной постоянной, равной отношению объёмного расхода v к площади поперечного сечения F (UZ= v/ F). Исходя из того, что произведение F×Z=V есть объем реактора, а отношение (v/F×Z)=U, отношение уравнение материального баланса для реактора идеального вытеснения, работающего в стационарном режиме, можно привести к виду:
|
Среднее время пребывания реагентов в проточном реакторе характеризует продолжительность прохождения потоком расстояния от входа в реактор до некоторой точки Z на оси реактора.
Для стационарного режима идеального вытеснения уравнение материального баланса можно проинтегрировать относительно :
или, если J исходный реагент:
Полученные уравнения могут быть использованы для расчётов реактора идеального вытеснения, работающего в изотермическом режиме, а так же глубины протекающих в нем процессов.
Модель идеального смешения
Для модели реактора идеального смешения принимаются допущения:
1. В результате интенсивного перемешивания достаточно быстро устанавливаются абсолютно одинаковые условия в любой точке реакционного объёма (температура, степень превращения, концентрации продуктов и реагентов, скорость химической реакции). Таким образом в произвольный момент времени во всех точках реактора выполняется условие:
Где Xi;Yi;Zi – пространственные координаты
2. В проточном реакторе идеального смешения концентрации участников реакции в выходном потоке в рассматриваемый момент времени строго равны концентрациям веществ в реакторе.
3. Переход от исходной концентрации СJ0 во входном потоке в момент времени до концентрации CJ должен происходить мгновенно.
Приблизиться к режиму идеального смешения возможно только при обеспечении интенсивного перемешивания механической мешалкой или циркуляционным насосом.
Смешение, близкое к идеальному, легче осуществлять в ёмкостных аппаратах имеющих примерно одинаковую высоту и диаметр.
Так как в реакторе смешения концентрации участников реакции равномерно распределены по объёму, уравнение материального баланса, выведенное для элементарного объёма, можно распределить на весь аппарат.
|
В отличие от реактора вытеснения, реакторы смешения могут эксплуатироваться в двух режимах: периодическом и непрерывном стационарном.
|
|
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!