【正文】 ） 微觀混合降低反應(yīng)速率。 動(dòng)力學(xué)曲線是下凹的（形如 n 1的情況） 微觀混合增進(jìn)反應(yīng)速率 動(dòng)力學(xué)曲線是線性關(guān)系（形如 n=1的情況） 微觀混合對(duì)反應(yīng)速率沒(méi)有影響 在返混（不同年齡粒子混合）存在的前提下： 綜合例題 RTD數(shù)據(jù)：脈沖法注入 t (s) 0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 C(g/m3) 0 0 0 在此反應(yīng)器中進(jìn)行一級(jí)不可逆反應(yīng)。反應(yīng)溫度下 k= 103s1。試用不同的非理想流動(dòng)反應(yīng)器模型，分別計(jì)算其出口轉(zhuǎn)化率。并與相同體積的理想流動(dòng)反應(yīng)器對(duì)比。 解：首先求得實(shí)際反應(yīng)器停留時(shí)間分布的數(shù)字特征 —— 平均停留時(shí)間及方差，據(jù)此決定擴(kuò)散模型及多級(jí)串聯(lián)模型的模型參數(shù)，再依據(jù)各不同模型的反應(yīng)器計(jì)算公式，求出轉(zhuǎn)化率。（離析流模型沒(méi)有模型參數(shù)） 211m?????2 21Pe????返 混 很 小 時(shí)　 ＝擴(kuò)散模型 多級(jí)串聯(lián)模型 222mtmttt??????其中 t 0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 0()()()CtEtC t dt?? ?00000()()()() ()mtC ttC t d tt t tE t d tC t d t Ct?????? ? ? ????? ?222 2 2000()()()tmt C tt E t d t t tCt????? ? ? ????t (s) 0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 C(g/m3) 0 0 0 00()()0 0 120 240 360 480 600 720 2. 5 840 960 00 018720( )50mt C ttCts???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ?????22 002 2 2 2 2 2 2 2 222()()0 0 120 240 360 480 600 720 2. 5 840 960 00 08539200 30609( )50tt C tCts????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ?? ? ???2 222 2 230609mtmtssts????? ? ?擴(kuò)散模型： 222( ) 9 . 1 70 . 2 1 8euLPeD ??? ? ? ?? ? ? ? ? ?22041 0. 38( 1 ) 1 1 122AAAC xP e P eC e x p e x p?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?1 4 / 1 .2 1mk t P e? ? ? ?1 ? ? ?多級(jí)串聯(lián)模型 221114 .5 90 .2 1 8mm?????? ? ?111 0 . 3 8 41 1 ( / )mmAmmxk k t m?????? ? ? ???????????1 4 6Ax ? ? ?t (s) 0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 C(g/m3) 0 0 0 離析流假設(shè)： ? ? ? ? ? ? ? ?000 ktA A AC C t E t d t C e t E t d t?? ?????? ? ? ? 000()11()ktktAe C tx e t E t d tCt?????? ? ? ????　 　 　 　 　 　0()()()CtEtC t dt?? ? 12 58 97 58 0 .182 0 94 20 50? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ????PFR : CSTR: 2. 84 0. 37 441 1 55mktAx e e? ??? ? ? ? ?11 0 .5 1 51A mx kt? ? ??擴(kuò)散模型 多級(jí)模型 離析流 平推流 全混流 2 0. 21 8?? ? 幾種常見(jiàn)的單參數(shù)模型 1）有死區(qū)的全混流模型 設(shè)反應(yīng)器內(nèi)的有效容積為 RV全混流狀態(tài)的體積為 RmVf死區(qū)的體積為 ? ?Rm Vf?1此時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)實(shí)際有效容積為 RmVf 的全混流反應(yīng)器 : 令： ?? mRmm fv Vf ??0? ? mtmetE ???? 1 ? ?mtetF ???? 1相應(yīng)的平均停留時(shí)間： ?? ??mt此模型并未改變?nèi)炝鞯奶卣鳎皇强s短了反應(yīng)流體在器內(nèi)的平均停留時(shí)間。 2）具有死區(qū)的平推流模型 死區(qū)的存在并不改變平推流的特性，只是減少了反應(yīng)器的實(shí)際有效容積。 設(shè)平推流體積為 RpVf死區(qū)體積為 ? ?Rp Vf?1所以反應(yīng)流體在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間： ppt ??即 ??tE 曲線比無(wú)死區(qū)場(chǎng)合提前出峰 0vVf Rp? ??0vvftt Rpp ???0? ??tEptt ?ptt ?ptt ?01? ??tF02 ???3)平推流與全混流串并聯(lián)模型 0v 0v 0v? ?Vf m?1Vfm平推流區(qū) 全混流區(qū) Ⅰ ）按串聯(lián)方式組合（串聯(lián)模型） 0v 0v 0v? ?Vf m?1Vfm平推流區(qū) 全混流區(qū) 設(shè)反應(yīng)器內(nèi)全混流的體積為 RmVf平推流體積為 ? ? Rm Vf?1該模型的 ??tE ??tF 形式為： 0vvf Rmm ????ptt0mpttme ?????1? ??tE??ptt??ptt0mptte ?????1? ??tF0)1(vVft Rmp?????pttt/min 0 4 8 12 16 20 24 28 32 c(t) 練：將一定量的示蹤劑從一管式流動(dòng)反應(yīng)器的進(jìn)口處注入，并在該反應(yīng)器的出口處連續(xù)監(jiān)測(cè)示蹤劑的濃度 c(t)， 得到如下數(shù)據(jù)： （ 1）根據(jù)上述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算平均停留時(shí)間； （ 2）如果在該管式反應(yīng)器中進(jìn)行一級(jí)不可逆反應(yīng)A→ P ， k1＝ min1， 試用離析流模型計(jì)算反應(yīng)物 A的平均轉(zhuǎn)化率。 （ 3）若按多級(jí) CSTR模型處理，求模型參數(shù) N 和停留時(shí)間分布函數(shù) F(t)。 ? ?? ???????? NiitNtiNtetF t11!1)(1??概念：微觀混合（滴際混合） 考察兩種極端的微觀混合狀態(tài)： 完全的微觀混合（微觀流體） 完全的微觀離析（宏觀流體） 設(shè) r=kCn，則第一種情況平均速率為 而第二種情況平均速率為 4－ 11 微觀混合及對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響 122nCCr ???? ????122nnCCr ??? 停留時(shí)間相同 2/)()2(2121nnnsmsmccccrrxx????1?n 1??smsmrrxx1?n 1??smsmrrxx1??smsmrrxx1?n完全微觀混合與完全微觀離析 1 2 1 222nnnC C C C????? ????n 1 n = 1 n 1 C C C r r r C2 C1 C2 C2 C1 C1 1 2 1 222nnnC C C C????? ????1 2 1 222nnnC C C C????? ????4－ 11 微觀混合及對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響 動(dòng)力學(xué)曲線是下凸的（形如 n 1的情況） 微觀混合降低反應(yīng)速率。 動(dòng)力學(xué)曲線是下凸的（形如 n 1的情況） 微觀混合增進(jìn)反應(yīng)速率 動(dòng)力學(xué)曲線是線性關(guān)系（形如 n=1的情況） 微觀混合對(duì)反應(yīng)速率沒(méi)有影響 在返混（不同年齡粒子混合）存在的前提下： 第一節(jié) 連續(xù)反應(yīng)器中物料混合狀態(tài)分析 提高混合效果的措施： ?消除打旋現(xiàn)象： ???偏心安裝加設(shè)擋板第一節(jié) 連續(xù)反應(yīng)器中物料混合狀態(tài)分析 提高混合效果的措施： ?加設(shè)導(dǎo)流筒 螺旋式 渦輪式 檢測(cè)器 示蹤物 V 0c c反應(yīng)器 V R （ a) tc / c 0 0 0 tc / c 0 0 0 0ct0t?t0ct