化學(xué)反應(yīng)工程習(xí)題答案(參考版)
2025-01-21 00:51本頁(yè)面
【正文】 習(xí)題 ? 反應(yīng) A?2B ? 初始反應(yīng)物量： nA0 CA0 ? 惰性組分： = ? 反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)： nAe, nB=2(nA0nAe) ? 平衡時(shí)的總摩爾數(shù) : ? nAe+2(nA0nAe)+ = nAe ? 平衡常數(shù) 222BBBpeAAAn RTp C RTVK K RTn RTpCV??????? ? ? ?習(xí)題 ? 而 :由 Van’ t Hoff方程有 : ? 平衡時(shí)的體積流量： ? 平衡濃度： 0000 0 02 0 .2 50 .2 5A Ae AAAn n n Tvvn n T????? ?? ?? ?A 0 A eA e A 0 A e 0 0Ae 0 A 0 A e A e1 . 2 5 C 1 xn 1 . 2 5 n nC=v 2 . 2 5 n n 1 . 2 5 + xTTv T T??? ? ? ?B e A 0 A 0 A e 0 A 0 A e 0Be 0 A 0 A e A en 2 .5 n ( n n ) 2 .5 C xC=v 2 .2 5 n n 1 .2 5 + xTTv T T??1 1 111() 11ln ln lnpepeK KT r r rK K TH T T C p C p TR T T R T??? ? ? ?? ? ? ?????習(xí)題 ? 平衡常數(shù) 熱衡算 : 0 0 0 01001()nAe A r i p i Ae A p rini p i Ae A pix F H F C T x F C TTF C x F C??? ? ? ? ??????設(shè)定平衡轉(zhuǎn)化率 ,熱衡算得溫度 ,再比較平衡常數(shù) ,試差得 : ? ?? ? ? ?2220 0 0 00005 5 ( 1 ) A A A eB e A A eeA e A e A A e A e A en n n TC C x TKC v n n n T x x T?? ? ?? ? ?習(xí)題 ? (1) 平推流反應(yīng)器體積的計(jì)算 ? 活化能的計(jì)算 : ? k1=k2exp(E/RT1)/exp(E/RT2)=k2exp(E/R(1/T21/T1)) ? E=Rln(k1/k2)/ (1/T21/T1)=8498 J/mol ? 溫度與反應(yīng)速率常數(shù)的關(guān)系 : ? k=k1exp(E/RT)/exp(E/RT1) ? 反應(yīng)速率 : ? rA=kCA =(1xA)/(+xA)T0/T ? 利用數(shù)值積分可求得 V= 習(xí)題 反應(yīng)溫度隨管長(zhǎng)變化01002003004005006007000 1 管長(zhǎng)溫度反應(yīng)速率隨管長(zhǎng)的變化00 1 管長(zhǎng)反應(yīng)速率全混流反應(yīng)器 : V = v0 (cA0cA)/rA= v0CA0xA/rA= 。K)，Cp,l=12J/(mol ? 物化數(shù)據(jù)為： Cp,A=12J/(mol ? （ 4）如果反應(yīng)在平推流反應(yīng)器中進(jìn)行，不絕熱，反應(yīng)器直徑 5cm，環(huán)境溫度 27℃ ，總傳熱系數(shù) h=10w/(m2 ? （ 2）如果平推流反應(yīng)器直徑 5cm，做出反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和溫度沿反應(yīng)管長(zhǎng)度的變化關(guān)系。s) ? rA=kCACB=kCA2=kCA02(1xA)2 ? V = v0 (cA0cA)/rA= v0CA0xA/rA=500L ? 設(shè)一轉(zhuǎn)化率 ,求溫度 T,得到 rA,再求 V,試差計(jì)算 ? 得到最終轉(zhuǎn)化率為 : 習(xí)題 ? 在平推流、全混流反應(yīng)器中進(jìn)行基元?dú)庀喾磻?yīng)，進(jìn)料溫度27℃ ，含 A80%，其余為惰性組分，進(jìn)料速率 100L/min，A進(jìn)料濃度 ，達(dá)到 80%的絕熱平衡轉(zhuǎn)化率。s) ? rA=kCACB=kCA2=kCA02(1xA)2=(mol/LK)=(1+ xA)J/(sK)= J/(sK)= J/(mol級(jí)反應(yīng) ? 平推流 : ? 全混流 : ? (2) 1級(jí)反應(yīng) : ? 平推流 : ? 全混流 : ? ?? ?2/12/100 112 ApAp xkCVV ???2/12/100)1( AAmAm xxkCVV?? AAAmppmxxxkkVV???? 1)1( 2/1])1(1[22200ApAp xkCVV ???mAAAm kxxCVV )1(200 ?? AAmppmxxkkVV???2)1(2習(xí)題 ? (3) 一級(jí)反應(yīng)為例 ? 平推流 : ? 全混流 : ? xA=, km= Tm=℃ ? xA= km= Tm=℃ )1ln(0 App xkVV ???)1(0AApm xxkVV??)1l n()1( AAmAppmxxkxkVV????習(xí)題 ? 平推流 :即 A→B→C ? 組分 B的收率 : CB/CA0=% 1101tkAAAA eCCCkdtdC ?????1101221 tkABBBAB eCkCkdtdCCkCkdtdC ??????????????????? ???1201)(0121122kkeeCkCeCkdtedC tktkABtkkAtkB習(xí)題 ? 全混流 :即 A→B→C ? 組分 B的收率 : CB/CA0=% 1101 ????? tkCCCkdtdC AAAA1)()( 212100 ?????? tktkCCCkCkVCCvABBABB? ?? ?11 2101??? tktktCkC AB ? A與 B停留時(shí)間相同 ,則 ? B的轉(zhuǎn)化率 XB=1/6, ? 因而產(chǎn)品中 R為 :75% DBBBDAAACCKCCCCkCC2010 ???習(xí)題 ? (1) c(t)~t 曲線 ? τ=5min ? （ 2） V=V0τ=2840L 00 5 10t/minC(t))(0 ??? dttc)()(/)()( 0 tCdttCtCtE ?? ? ?t 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C(t) 0 0 E(t) 0 0 F(t) 0 1 習(xí)題 ? (3)平推流： ? xA= ? (4) 全混流： ? xA= ? (5) 完全離析流： xA= 511020 ????? ? AAACC AAxxkCkCdCAA?? ? 51120???AAA xxkC?dtttkC tkCdtttkC tkCdttExxAAAAAA ?????????? 105 0050 000 1)(*習(xí)題 ? (6)最大混合模型 —— Euler式 ? 轉(zhuǎn)化率： tXtF tExkCxx AiiiiAAiAiA ???????? ])(1 )()1([ 201t C(t) E(t)
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