反應(yīng)器中的混合對反應(yīng)的影響-在線瀏覽
2025-06-16 04:48本頁面
【正文】 ? 因此，用此法可直接方便地測定實(shí)際反應(yīng)器的留時(shí)間分布函數(shù)。即給物料一個(gè)脈沖訊號，與之同時(shí)測定出口流的響應(yīng)曲線 圖 44 脈沖法測定停留時(shí)間分布密度函數(shù) 0 )(tEt(b)“響應(yīng)”曲線 0 Vct(a)“激勵(lì)”曲線 ? 設(shè) Δt0時(shí)間內(nèi)注入示蹤劑的總量為 M（ mol）， 出口處濃度隨時(shí)間變化為 C(t)， 在示蹤劑注入后 t t+dt時(shí)間間隔內(nèi)，出口處流出的示蹤劑量占總示蹤劑量的分率： ? 若在注入示蹤劑的同時(shí)，流入反應(yīng)器的物料量為 N，在注入示蹤劑后的 t t+dt時(shí)間間隔內(nèi)，流出物料量為 dN， 則在此時(shí)間間隔內(nèi)，流出的物料占進(jìn)料的分率為： MttVCNN d)(d ???????示蹤劑ttENN d)(d ???????物料? 示蹤劑的停留時(shí)間分布就是物料質(zhì)點(diǎn)的停留時(shí)間分布，即： ? 因此： ? 有： ? 只要測得 V， M和 C（ t） ， 即可得物料質(zhì)點(diǎn)的分布密度。 ttCtCtCMVtEttCVttVCMd)()()()(d)(d)(000??????????? 脈沖法和階躍法的比較 脈沖法 階躍法 示蹤劑注入方法 在原有的流股中加入示蹤劑，不改變原流股流量 將原有流股換成流量與其相同的示蹤劑流股 E(t) 可直接測得 F(t) 可直接測得 dttCdttCdttCtFtt??????000 )()()()(tCtCttFtEd)(dd)(d)0??（研究不同流型的停留時(shí)間分布，通常是比較它們的統(tǒng)計(jì)特征值。 ? 不管設(shè)備型式和個(gè)別質(zhì)點(diǎn)的停留時(shí)間，只要反應(yīng)體積與物料體積流量比值相同，平均停留時(shí)間就相同 。 202020022 )()()()()()( ??? ??? ???????? ????tdttEtdttEttdttEdttEttt?t?? tt方差：各個(gè)物料質(zhì)點(diǎn)停留時(shí)間 t與平均停時(shí)間 差的平方的加權(quán)平均值。 t? 所有物料質(zhì)點(diǎn)的停留時(shí)間都相同，且等于整個(gè)物料的平均停留時(shí)間 tm， 停留時(shí)間分布函數(shù)與分布密度為 ： ? 由方差定義， 0σ ,0σ 2θ2t ????????mmt t 1tt 0)( tF ?????????1 11 0)(F??????????mmmtt 0t ttt 0)( tE??????????????1 01 1 0)(E設(shè)進(jìn)行階躍注入實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)器的容積為 VR， 物料的體積流量為 V， 達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，從 t=0開始，將進(jìn)料切換為含示蹤劑濃度為 C0的物料，在切換后某dt時(shí)間內(nèi)，對全釜作物料衡算： ? 進(jìn)入的示蹤劑量 =流出的示蹤劑量 +示蹤劑的積累量 全混流 給全混流反應(yīng)器一個(gè)階越“激勵(lì)” 0cct0“激勵(lì)”曲線 0cct0“響應(yīng)”曲線 全混流反應(yīng)器“激勵(lì)”與“響應(yīng)”曲線 ? ? ? ????????????????????????eFetFccttcccdttccdccctccVVdtdcdcVV c d tdtVcmttmmmRR1)(1)(ln11/0000000積分上式：?? e)E( ? 對反應(yīng)器做示蹤物的物料衡算： 例：現(xiàn)有一個(gè)停留時(shí)間相同的全混釜和平推流反應(yīng)器 當(dāng)二者以不同的方式進(jìn)行串聯(lián)時(shí)，其各自的最終轉(zhuǎn)化率為多少？ 已知：停留時(shí)間為 1min，反應(yīng)速率常數(shù)為 ,液相 反應(yīng)物濃度為 1kmol/m 解：全混釜在前，平推流在后 全混釜停留 1min后反應(yīng)物的濃度： RAAA Vkccc21100 )(V ??0012 1m ???? AAA cckc?3m0m1 /411mk m o lkkcc AA ???????反應(yīng)物濃度為 cA1后進(jìn)入平推流 在平推流停留 1min后反應(yīng)物的濃度： kV pR ????? ?A1Afcc 2AA0 c1c1kcdcV AfA13/3 8 mk m o lc Af ?? )( ???? Ax平推流在前停留 1min后反應(yīng)物的濃度： 3A1A0A1/c1c1 mk m olkp ???? ?在全混釜中再停留 1min后反應(yīng)物的濃度： 3m1mf /. 3 6 602411mk m o lkkcc AA ???????)( ???? Ax 五、利用 RTD診斷反應(yīng)器內(nèi)流動(dòng)狀況 管 式E ( t )tτE ( t )tτ溝 流 或 壁 流E ( t )tτt?有 死 區(qū)E ( t )tτ正 常t?E ( t )tτ有 死 區(qū)t?E ( t )tτ短 路 流t?E ( t )tτ循 環(huán) 比 太 ?。?循 環(huán) 量 與 v 0 比 ） ?實(shí)際反應(yīng)器中的流動(dòng)狀況總是偏離理想流動(dòng) ?很難建立其真實(shí)方程 ?可以先 建立一種非理想流動(dòng)模型 ，用它來描述實(shí)際反應(yīng)器中的流動(dòng)情況 ?再通過對 模型參數(shù)估值 來確定偏離理想流動(dòng)的具體程度 常用模型有 ： 層流模型；軸向擴(kuò)散模型； 多級串聯(lián)全混流模型；組合模型 非理想流動(dòng)是指物料在反應(yīng)器內(nèi)有部分返混發(fā)生，目前對非理想流動(dòng)一般借助于模型加以描述。 定性分析流動(dòng)狀況 ? 活塞流 ? 全混流 定量分析流動(dòng)狀況 ? 實(shí)際反應(yīng)器中可能存在短路與死角，使實(shí)際的平均停留時(shí)間不等于 VR/V， 因此可以得用停留時(shí)間分布來定量估算死角與短路的程度。 解： ][1 0 011 0 0 sVVt Rm ???出口物料的份額用 F(t)表示， mttetF /1)( ???6 6 )1 1 0(5 9 )90(1 ?????? ?? eFeF）（所求比率 90～ 110s ： F(110) － F(90) = = % 6 3 )1 0 0(2 1 ??? ?eF）（%)1 0 0(13 ?? F）（小于平均停留時(shí)間的物料占 % mt大于 的物料占總物料的 % ?????組合模型多釜串聯(lián)模型軸向混合（擴(kuò)散）模型 實(shí)際反應(yīng)器內(nèi)的流動(dòng)是很復(fù)雜的，僅用理想化的平推流或全混
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