chap3非理想流動反應器(編輯修改稿)
2025-06-03 18:04 本頁面
【文章內容簡介】 ??????????????????????????????????tE)F(tttttttEttttF ( t )tP F Rt特征值特征值應答 1 1 )( 10 1 0 20??????????????????????????????teEecc)F(ctC S T R特征值邊界條件：應答10 e 1 0 222 ???? ??? ??? a c t o rRO t h e rC S TRPF R33 34 非理想流動模型 ?用來描述介于兩種理想狀況之間的流型 ， 并通過對流型的描述 ， 預計在非理想流動狀態(tài)下的反應結果 。 ?將流型與化學反應聯系起來 ， 預計反應體積 、處理量 、 轉化率等之間的關系 。 ?介紹三種模型：凝集流模型 、 多級串聯槽模型和軸向擴散模型 。 35 凝集流模型 ?基礎 物理模型： 間歇反應器 ?基本假定 ： ?流體以流體團的方式流過反應器 ， 且彼此之間不發(fā)生混合； ?每個流體團相當于一個小反應器； ?由于返混的作用 ， 每個流體團在反應器內的停留時間不同 ， 達到的轉化率因而不同 ， 在反應器出口處的宏觀轉化率 ， 就是各不同停留時間的流體團達到的轉化率的平均值 。 36 凝集流模型 ?實際反應器與 ： 每個流體團都作為一個間歇反應器 ， 它的反應時間由停留時間分布決定 。 而流體團在停留時間內達到的轉化率由反應動力學決定 。 最后 ， 將二者結合起來 ， 在出口處加權平均 ， 得到最終轉化率 ?模型實質： 相當于若干間歇反應器的并聯 ， 將非理想流動對反應的影響明顯化了 。 37 ? 凝集流模型的數學描述 ? ? ? ?的函數。等）和時間，是反應條件（－單個微元的轉化率，或：續(xù)函數，如果停留時間分布是連之間的微元的分率和停留時間在間的微元達到的轉化率之和停留時間在tCPTtxtdFtxxdttEtxxttttttxiAAAfAAftAf )()( )( 則 可 寫 成 積 分的形式1000????????????? ??????????? ??????38 39 時間 t / s 示蹤劑濃度 C/ 3Δ F ( t )? ???CCktex p0 0 0 0120 240 12 4360 480 600 720 840 960 0 0 01080 0 0 0Σ 50 ? ? 6 6 5 3 4 x p10?????? ? ??CCktxA40 多級串聯混合槽模型 ?基礎 物理模型： CSTR ?基本假定 ： ?反應器是由若干大小相等的全混流反應器串聯而成； ?各全混流反應器之間不存在返混 ， 輸送管道內不發(fā)生化學反應； ?定常態(tài)操作 。 ?模型實質： 以停留時間分布為紐帶 ， 通過若干個串聯 CSTR反應器的行為分析逼近非理想反應器 。 41 ?多級串聯混合槽 模型計算： V0, c0, V1,c1, V2,c2, Vn, Vi,ci, 42 ? 各級 CSTR反應器停留時間分布規(guī)律的計算 ?1 基礎衡算方程： ?2 以階躍輸入法測定停留時間分布，則在時間 t時對第 i個反應器的 示蹤物進行物料衡算 可得： broutin FFFF ???] [] [] [ 1 dtdcVVcVc iRiii 積累量輸出量輸入量 ????3 設每個 CSTR的容積均為 VRi，則 N個 CSTR的總容積為 NVRi 0110)( ccFNcNcddcdtdcVVcVctVNVNiiiiRiiiRi??????????????對階躍輸入法存在關系得：則由；；令43 ?4 對第一級 CSTR ? ????NieccNcNcddctatc????????1 0 。0 ,0 01011解得示蹤物衡算方程邊界條件?5 對第二級 CSTR ? ?? ?? ??????NecceNcNcNcddctatcNN????????????11 1 0 。0 0 0201222解得示蹤物衡算方程，邊界條件44 ?6 對第三級 CSTR ? ?? ?? ? ? ?????????????????????????????20302333!211111 11 0 0 0 ???????NNeccNeNcNcNcddctatcNN！解得示蹤物衡算方程；，邊界條件?N 以此類推，對 N級 CSTR出口流體中的示蹤物濃度為： ? ? ? ? ? ? ? ? ????????????????????????? 120 !11......!211111 NNN NNNNecc ????！45 ? 各級 CSTR停留時間分布規(guī)律的計算 ? ?? ? ? ? ? ?? ?? ?? ?? ?? ? ? ? ? ?? ?? ?? ? ? ?? ?? ?
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