【正文】 解：對于渦輪式攪拌器,通氣攪拌功率用6104式計算613. 在20℃時用搪瓷錨式攪拌器攪拌羥甲基纖維素水溶液(質(zhì)量分率為23%)。 ③槳葉寬度的影響，m3=。裝液深度為2米，物料密度為1000kgm3，s。反應(yīng)物料的密度為1000kgm3，s。 解：一級反應(yīng)，（3）單臺CSTR（4）兩臺等容CSTR串聯(lián)（5）兩臺等容CSTR串聯(lián)69醋酐稀水溶液在25時連續(xù)進行的水解，其反應(yīng)動力學方程式為rA=, 。（1）轉(zhuǎn)化率80％；（2）轉(zhuǎn)化率80％；（3）轉(zhuǎn)化率80％，但進料濃度增加1倍，即CA0＝10mol/L，其他條件不變。 試求進料中空氣與丙烷的摩爾比和氧的過量百分數(shù)。v 注意BSTR和PFR在何情況下反應(yīng)效果相同，此關(guān)系可用于作為反應(yīng)器計算條件的求取。A. 若為螺旋漿式攪拌器，導(dǎo)流筒應(yīng)裝在葉輪的上方B. 若為螺旋漿式攪拌器，導(dǎo)流筒應(yīng)裝在葉輪的下方C. 若為渦輪式攪拌器，導(dǎo)流筒應(yīng)裝在葉輪的上方D. 若為渦輪式攪拌器，導(dǎo)流筒應(yīng)裝在葉輪的下方21. 對于非均相液體的分散，下列幾種攪拌器中最宜采用的是________。v A. 無外殼的軸流泵 B. 無外殼的離心泵1下列幾種攪拌器中，( )屬于大直徑低轉(zhuǎn)速攪拌器。v A. 采用單臺連續(xù)釜式反應(yīng)器所需的有效容積要大于管式反應(yīng)器的有效容積v B. 采用單臺連續(xù)釜式反應(yīng)器所需的有效容積要小于管式反應(yīng)器的有效容積v C. 采用單臺連續(xù)釜式反應(yīng)器所需的有效容積與管式反應(yīng)器的有效容積相同v D. 采用單臺連續(xù)釜式反應(yīng)器所需的總?cè)莘e與管式反應(yīng)器的有效容積相同15. 對于反應(yīng)速度較慢，且要求的轉(zhuǎn)化率較高的液相反應(yīng)，宜選用________。v A. 理想混合反應(yīng)器 B. 理想置換反應(yīng)器 11. 在理想間歇釜式反應(yīng)器中進行的反應(yīng)，達到一定轉(zhuǎn)化率所需的反應(yīng)時間僅與________有關(guān)。B. 間歇操作時，反應(yīng)器內(nèi)物料的溫度和組成均隨時間和位置而變化。A. 單臺連續(xù)釜式反應(yīng)器 B. 管式反應(yīng)器 C. 多臺串聯(lián)連續(xù)操作攪拌釜7. 根據(jù)物料在反應(yīng)器內(nèi)的流動狀況不同，反應(yīng)器可分為________。A、間歇釜式反應(yīng)器 B、單臺連續(xù)釜式反應(yīng)器 C、多臺串聯(lián)連續(xù)操作釜式反應(yīng)器 D、管式反應(yīng)器已知間歇釜式反應(yīng)器的輔助操作時間為1h，則在等溫等容條件下，同一反應(yīng)在同一條件下達到相同轉(zhuǎn)化率時，間歇釜式反應(yīng)器所需的有效容積( )管式反應(yīng)器的有效容積。試計算：(1) 該反應(yīng)在理想管式反應(yīng)器中進行時，達到相同轉(zhuǎn)化率所需的反應(yīng)時間；(2) 該反應(yīng)在單臺理想連續(xù)釜式反應(yīng)器中進行時，達到相同轉(zhuǎn)化率所需的反應(yīng)時間。kmol1h1， kmolm3，h1，乙酸的最終轉(zhuǎn)化率為50%。今若將此反應(yīng)移到平推流或全混流反應(yīng)器中進行，為達到同樣的轉(zhuǎn)化率，所需的停留時間各為多少？ v 4. 醋酐的水解，當水大量過量時為一級反應(yīng)，40℃時，k=，如進料濃度為2mol/L，進料量為1000L/min，用3個等溫等容串聯(lián)釜，要求轉(zhuǎn)化率為99%，求反應(yīng)器的容積為多大？v 5. 已知用硫酸作催化劑時，過氧化氫異丙苯的分解反應(yīng)符合一級反應(yīng)的規(guī)律，、反應(yīng)溫度為86℃時，102s1，要求每小時處理的過氧化氫異丙苯10m3，%，求(1)采用間歇釜需要的有效容積；(2)采用平推流反應(yīng)器需要的容積；(3)采用全混釜需要的有效容積；(4)采用2個等容積全混釜串聯(lián)需要的有效容積；(5)采用4個等容積全混釜串聯(lián)需要的有效容積。如下圖，設(shè)“活塞”線速度為u，反應(yīng)器管長為L，直徑為DR，體積為VR在反應(yīng)器的距進口l 處可取微元，并可對示蹤劑作物料衡算。二階中心矩離散度的圖示三、對比時間無因次對比時間：不受時間單位制對量值的影響。隨機變量的概率分布一、停留時間分布函數(shù)F(t)二、停留時間分布密度函數(shù)E(t)停留時間介于（a, b）之間的粒子分率停留時間介于（a,b）之間的粒子分率:特別地，停停留時間小于t的粒子分率：停留時間分布密度函數(shù)E(t)的基本性質(zhì)（1）歸一化（normalizing）性質(zhì)（2）F(t)、E(t)的關(guān)系（3）有因次,因次為time1應(yīng)答技術(shù)示蹤劑：光學的、電學的、化學的、放射性的（1）盡可能與主流體物理性質(zhì)一致（2）易于檢測，濃度很低時也能檢測。軸向反應(yīng)器VS徑向反應(yīng)器固定床反應(yīng)器優(yōu)缺點　① 固定床中催化劑不易磨損；?、?床層內(nèi)流體的流動接近于平推流，與返混式的反應(yīng)器相比，可用較少量的催化劑和較小的反應(yīng)器容積來獲得較大的生產(chǎn)能力。l 聯(lián)苯與聯(lián)苯醚的混合物以及以烷基萘為主的石油餾分能用于200～350℃的范圍。v 解：由表66查得聚乙烯醇水溶液的K為440，由表67查得雙螺帶式攪拌器的B為30。v 攪拌非牛頓型液體時,漿葉附近的液體粘度最小,離漿葉愈遠,液體的粘度愈大，至釜壁附近處液體的粘度達到最大。163。 v 對于渦輪式攪拌器,通氣攪拌功率用下式計算例610 若在例69的反應(yīng)釜中通入空氣，操作狀態(tài)下的通氣量為2m3min1，求攪拌功率。釜內(nèi)裝有擋板，并符合全擋板條件。圖634 開啟渦輪的層間距對功率的影響 1雙層直葉。因此按功率曲線計算出攪拌功率，需加以校正,估算出實際裝置的攪拌功率。（2）還可按流動狀況對功率曲線進行回歸，得到計算攪拌功率的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式。1/3，b/d=1/4；HL/D=1 s漿葉螺距,N擋板數(shù),W擋板寬度,D釜內(nèi)徑,d葉輪直徑,b漿葉寬度,HL液層深度v 從物理意義上講，全擋板條件時攪拌器的功率最大，若擋板的安裝已滿足全擋板的條件，則再增加擋板數(shù)或?qū)挾龋疾粫箶嚢杵鞯墓β试龃?。r—液體密度,kgm3。Fr—弗勞德數(shù),流體慣性力與重力之比,是反映重力對攪拌功率影響的準數(shù)。v 傳熱量很大時,釜內(nèi)可用蛇管傳熱,采用推進式或渦輪式攪拌器,并在釜內(nèi)設(shè)置擋板。結(jié)晶v 小直徑高轉(zhuǎn)速攪拌器，如渦輪式，適用于微粒結(jié)晶，但晶體形狀不易一致；v 而大直徑低轉(zhuǎn)速攪拌器，如漿式，適用于大顆粒定形結(jié)晶，但釜內(nèi)不宜設(shè)置擋板。v 推進式用于小容量的固體溶解過程比較合理。v 推進式當固液密度差較大或固液比超過50%時不適用。分散v 非均相液體的分散過程，宜用渦輪式攪拌器，平直葉更為合適。v μL在1～10Pas時，采用框式攪拌器。v 低粘度均相液體的混合v 推進式的循環(huán)流量較大且動力消耗較少，是最適用的。(2)錨式和框式攪拌器v 旋轉(zhuǎn)直徑可達釜徑的 ～，v 轉(zhuǎn)速n=1～100rpmv 葉端圓周速度1～5 ms1特點和應(yīng)用錨式和框式攪拌器常用于中、高粘度液體的攪拌（3）螺帶式攪拌器v 目的：提高軸向混合效果v ～，v ～50rpm，v 葉端圓周速度2 ms1特點和應(yīng)用216。v 當 k2k1時，應(yīng)保持較低的單程轉(zhuǎn)化率；v 當k1k2 時，應(yīng)保持較高的轉(zhuǎn)化率，這樣收率降低不多，但可大大減輕反應(yīng)后的分離負荷。在選擇反應(yīng)器型式和操作方法時，首要考慮的是反應(yīng)選擇性。(6) 對于r較快的氣相或液相反應(yīng)，宜采用管式反應(yīng)器。若要控溫方便，宜采用間歇釜式反應(yīng)器或多釜串聯(lián)反應(yīng)器。但釜式反應(yīng)器存在裝料系數(shù)，故實際容積有所增大。=1h得v 連續(xù)釜式反應(yīng)器與管式反應(yīng)器v 零級反應(yīng)一級反應(yīng)v 二級反應(yīng)圖617 連續(xù)釜式反應(yīng)器與管式反應(yīng)器的hv (1)零級反應(yīng)的h=1,且與xA無關(guān)。應(yīng)滿足下列關(guān)系例67 某一級反應(yīng)的反應(yīng)速度常數(shù)k為40h1，規(guī)定的轉(zhuǎn)化率xAf為95%，試分別按以下條件比較采用間歇釜式反應(yīng)器和單釜連續(xù)操作反應(yīng)器所需有效容積的大小。v 簡單反應(yīng)——可用一個反應(yīng)方程式和一個反應(yīng)動力學方程式來描述的那些反應(yīng)。已知反應(yīng)在恒溫恒壓下進行,反應(yīng)動力學常數(shù)k=3h1,eA=1。 v 膨脹因子——為每轉(zhuǎn)化1mol某反應(yīng)物所引起的反應(yīng)體系內(nèi)物質(zhì)摩爾量的改變量。對如下微元作熱量衡算v 取0 ℃為熱量衡算的基準溫度Q2的計算式為dVR內(nèi)絕熱管式反應(yīng)器容積的計算v 過程的焓變僅取決于過程的始態(tài)和終態(tài)，而與過程的途徑無關(guān)。v (2) 物料組成、溫度和反應(yīng)速度沿流動方向而變，故應(yīng)取微元管長進行熱量衡算。解：(1) 計算tC由題知：(2) 計算管長L(3) 校核Re與流動模型相關(guān)的重要概念v 年齡v 反應(yīng)物料質(zhì)點從進入反應(yīng)器算起已經(jīng)停留的時間；是對仍留在反應(yīng)器中的物料質(zhì)點而言的。,180。氨水。v ②確定管徑d例65 在連續(xù)管式反應(yīng)器中，用鄰硝基氯苯氨化生產(chǎn)鄰硝基苯胺v 式中A161。 v (3)物料在反應(yīng)器中的積累量為零。v 管式反應(yīng)器的應(yīng)用v 管式反應(yīng)器可用于氣相、均液相、非均液相、氣液相、氣固相、固相等反應(yīng)。v 前式推導(dǎo)過程：2）當熱載體在夾套進出口溫差較大時（3）若傳遞過程中K有明顯變化v 把被攪液的整個溫度范圍分割成許多小區(qū)間，假定在各個小區(qū)間K是恒定的，然后對的小區(qū)間逐一計算。v 對于α級反應(yīng)，為使反應(yīng)總體積最小；v 若α1，小釜在前，大釜在后；v 若α=1，各釜體積相同；v 若0α1，大釜在前，小釜在后；v 若α=0，反應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度無關(guān)，串聯(lián)已無必要；v 若α0，單釜操作優(yōu)于多釜串聯(lián)，串聯(lián)已成多此一舉。 Vh=Vh1=Vh2= =VhN反應(yīng)器內(nèi)平均停留時間全混流反應(yīng)器τ的圖解積分(對比右圖的BSTR圖解積分)對于零級等容反應(yīng)v 對于一級等容反應(yīng)，例62 用連續(xù)操作釜式反應(yīng)器生產(chǎn)乙酸丁酯，反應(yīng)條件和產(chǎn)量同例61，試計算所需VR。故計算反應(yīng)器容積時,只需進行物料衡算。v 多釜串聯(lián)連續(xù)操作時，釜數(shù)一般≯4臺。反應(yīng)器內(nèi)濃度變化情況v 釜式反應(yīng)器采用單釜連續(xù)操作時，釜內(nèi)CA與出口物料的CAf相同，rA較慢，這是單釜連續(xù)操作的缺點。可有兩種目標來進行優(yōu)化：也可寫成用轉(zhuǎn)化率表示的形式，若有v 將式（3）和（4）代入（1）式得：v 分母項為產(chǎn)物R的質(zhì)量，上式對τ求導(dǎo)并令其等于零即得：v 攪拌良好的連續(xù)釜式反應(yīng)器可