反應(yīng)工程課件第五章(參考版)
2024-09-22 20:38本頁面
【正文】 2） 固定床反應(yīng)器中，當(dāng)床層高度 L超過顆粒直徑 ds（ ）倍時、可以略去軸相返混的影響。 （ 2）軸向，當(dāng) Re大于 40時，氣體 Pel=2，液體有一定的變化。 （ 3）化學(xué)反應(yīng)引起的熱量傳遞。 固定床中流體的徑向及軸向混合 引起混合的原因： （ 1）流道分岔，流體不斷發(fā)生分散和匯集。 B、床層的空隙率越大，壓力降越小。 一般情況下： a、 dt/ds大于 8； b、催化床中裝有冷管，冷管間距與顆粒直徑比值小于 8時，應(yīng)計入壁效應(yīng)的影響。 （ 1）固定床壓力降的計算： 式中： ρ —— 流體密度， dS —— 顆粒等比外表面積相當(dāng)直徑， f —— 修正摩擦系數(shù)， L —— 床層高度， u0—— 空管流速 ， ε B—— 床層空隙率。 流體在固定床中的流動，與空管中的流體流動相似，只是流道不規(guī)則而已。 3）單相流體通過固定床的壓力降 流體流過固定床時所產(chǎn)生的壓力損失主要來自三方面：一是由于 顆粒的粘滯力 ，即流體與顆粒表面間的摩擦；二是由于流體流動過程中孔道截面積 突然擴(kuò)大和收縮 ，三是由于流體對顆粒的撞擊及流體的再分布 而產(chǎn)生。 2）床層流體的徑向流速分布 流過床層的徑向流速分布是不均勻的。當(dāng)：壁效應(yīng)顆粒直徑床層直徑8ddpt ?????ptdd水力半徑 = 單相流體在固定床中的流動及壓力降 1）流動特性 流體在固定床中的流動比在空管內(nèi)的流動情況要復(fù)雜的多，是顆粒物料所組成的孔道中流動，受粒度、粒度分布、形狀及粗糙度的影響。 床層空隙率的大小與顆粒直徑、形狀、粒度分布、顆粒直徑與床直徑之比，以及顆粒的充填方法等有關(guān)。 （ 3）混合顆粒的直徑 — 平均直徑 算術(shù)平均直徑： 調(diào)和平均直徑： 幾何平均直徑： ???niiWi dxd1???ni iWidxd 11???iii ddd2）床層的特性 （ 1）空隙率： 指催化劑床層的空隙體積與催化劑床層總體積之比，用 ε 表示。 sPPpSpPPPPpPPPPSSSPSPSSdSVddSVVSdVSrrVsVsVVss?????????666344//132?????對等體積：22322312)()()6(1)6(66PppsSPpPPPPPpsSsPPpSDdddDdVDVDVdddSVd??????????????思考題：直徑為 d，高為 h的圓柱形催化劑，（ 1）求其相當(dāng)直徑 ds與形狀系數(shù)。 m2/g:單位質(zhì)量 的催化劑所具有的表面積。 球粒： 非球粒： SP SS=SP SP SD ?2?21????????PPSDC、等比表面積相當(dāng)直徑 dS：用比面積相同的球形顆粒的直徑表示非球形顆粒的直徑。 維數(shù) 相數(shù) 返混 根據(jù)相態(tài) (擬均相？非均相？），維數(shù)（一維？二維？），返混（有返混？無返混？）的不同情況，可以建立八種（ ）不同的數(shù)學(xué)模型 328?表 5－ 1 催化反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型分類 一維模型 A類 ： 擬均相模型 B類 ： 非均相模型 AI ： 基礎(chǔ)模型 BI ： 基礎(chǔ)模型＋相間分布 AII： AI +軸向返混 BII ： BI+軸向返混 二維模型 AIII： AI ＋徑向分布 BIII ： BI＋徑向分布 AIV： AIII ＋軸向返混 BIV ： BIII＋軸向返混 2）基礎(chǔ)模型 一維 +擬均相 +平推流 1）顆粒特性 （ 1）單個無規(guī)則顆粒直徑： A、等體積相當(dāng)直徑 dp：用體積相同的球形顆粒的直徑表示非球形顆粒的直徑。 理想流動：平推流，全混流。 非均相模型 :存在濃度差、溫度差 擬均相：不存在濃度差、溫度差 擬均相適用情況： a、化學(xué)動力學(xué)控制 b、活性較正系數(shù)（無宏觀動力學(xué)資料） (2）按氣體的流動方向和濃度、溫度分布狀況分為 ：一維模型、二維模型。 2）內(nèi)冷自熱式 催化床，根據(jù)冷管的結(jié)構(gòu)不同，主要可分為( ),( ),( )、（ ）等四種，其中沒有絕熱段的是（
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