【正文】 eNN NddE ??? ??12)1( ???? ?? NNNN NeeN ?? ??NNopt1???則有 ? ? ? ? ??? NNN eN NE ???? 1!1 多釜串聯(lián)模型 多釜串聯(lián)模型 ? ? ? ? 1!100???? ?? ??????????dN eNdENNN? ? ? ? NNNdN eNdE NNN 1111!10 120 22 ????????? ?? ? ??? ??????? ??第五章 停留時(shí)間分布與流動(dòng)模型 由 E(θ) ，即可得多釜串聯(lián)模型的平均停留時(shí)間： 將 E(θ)代入方差計(jì)算式，即得多釜串聯(lián)模型的無因次方差： 02 ??? 12 ???當(dāng) N=1時(shí) , ，與全混流模型一致 當(dāng) N ∞時(shí)， ，與活塞流模型一致 例題：有一釜列，每釜體積為 2m3，加料速率為 ，采用脈沖示蹤，在 8min時(shí)，出口示蹤物濃度為最大，求全混釜列的級(jí)數(shù)？ 解：多釜串聯(lián) NVNVVV Rtt 400???? NNtto pto pt248 ????? NNopt 1??? NNN 12 ??3?即 又 多釜串聯(lián)模型 對(duì)全混釜串聯(lián)反應(yīng)器停留時(shí)間的討論表明 ， 隨著釜數(shù)的增加 ，停留時(shí)間分布函數(shù)的特性將從單釜向平推流過渡 。 N取中間值則可模擬介于全混流和平推流之間的真實(shí)流動(dòng)情況 。 多釜串聯(lián)模型 N=1 )(?E ?1 1 2 2 5 10 20 1 N=1 )(?F ?2 5 20 NdE 11)(0 22 ??? ? ? ???? ? Nt 2222 ???? ? ??方差： 或 如果實(shí)際反應(yīng)器與模型具有相同的停留時(shí)間分布方差，則可由示蹤實(shí)驗(yàn)確定理論串聯(lián)級(jí)數(shù)： 2221??? ? ??N 多釜串聯(lián)模型 應(yīng)用多釜串聯(lián)模型進(jìn)行反應(yīng)器計(jì)算 ， 首先應(yīng)確定模型數(shù) N。 代入理想全混釜串聯(lián)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程 ， 計(jì)算得到平均轉(zhuǎn)化率 。 多釜串聯(lián)模型 軸向擴(kuò)散模型 第五章 停留時(shí)間分布與流動(dòng)模型 模型假定： （ 1）流體以恒定流速 u流過系統(tǒng) （ 2）在垂直于流體流動(dòng)方向的橫截面上，徑向濃度分 布均一，即徑向上的混合達(dá)到最大 （ 3）由于分子擴(kuò)散、渦流擴(kuò)散以及流速分布不均勻等 傳遞機(jī)理而產(chǎn)生的擴(kuò)散，只發(fā)生在流動(dòng)方向即軸 向上 ,軸向擴(kuò)散的有效擴(kuò)散系數(shù)用 Dea表示，擴(kuò)散 通量可用費(fèi)克擴(kuò)散定律來描述 適用對(duì)象：偏離活塞流的管式反應(yīng)器 如果反應(yīng)器內(nèi)存在返混，則加入反應(yīng)器內(nèi)的脈沖示蹤信號(hào)在流動(dòng)過程中會(huì)逐漸分散開，基于這種考慮，人為在物料的流動(dòng)通量上再疊加一個(gè)擴(kuò)散通量以模擬過程的返混，并假定此擴(kuò)散通量滿足 Fick定律： dzdcDJea??u uzdzdVAuAc ?????? ??? dzzccuA AA ???????? ????? dzzczcAD AAea 22zcAD Aea ?? 軸向擴(kuò)散模型 軸向擴(kuò)散模型 ZcADcuAReaR ??? ????????????????????? dZZccZADdZZccuAReaRdzARRA第五章 停留時(shí)間分布與流動(dòng)模型 圖 軸向擴(kuò)散模型示意圖 取微元體積 dVR做控制體積 dVR=ARdZ,做物料衡算 輸入量包括兩項(xiàng)： 一項(xiàng)是對(duì)流；另一項(xiàng)是擴(kuò)散 則輸入項(xiàng)為： 則輸出項(xiàng)也應(yīng) 包括兩項(xiàng)，即： 反應(yīng)項(xiàng)為： 累積項(xiàng)為： dZAtc R??xu udxdVAuAc?????? ??? dxxccuA AA ???????? ????? dxxcxcDeA AA 22xcDeA A?? 軸向擴(kuò)散模型 AeaRZcuZ cDtc ????????? 22第五章 停留時(shí)間分布與流動(dòng)模型 根據(jù)衡算式： 輸入量 +反應(yīng)量 =輸出量 +累積量，代入各項(xiàng)可得： 此即軸向擴(kuò)散模型方程 （ ） 理想反應(yīng)器修正及組合模型 將理想反應(yīng)器模型進(jìn)行一些修正或?qū)⑵溥m當(dāng)?shù)嘏帕薪M合起來，用以模擬逼近真實(shí)反應(yīng)器，也是反應(yīng)工程中常用的方法。 二、短路流的模擬 0v 0v? 0)1( v??)(tF t??1? )(tEtt?面積＝ β 面積＝ 1β 定義：非短路流分率 0vvR?? 理想反應(yīng)器修正及組合模型 三、管釜串聯(lián) Vf )1( ?fV Vf )1( ?fV )(tE tf1Pt )(tF tPt定義：管容積比率 VVf P? 理想反應(yīng)器修正及組合模型 xAf CA1 CA2 (CA1+CA2)/2 為什么前面的例子中不同模型得到的出口轉(zhuǎn)化率幾乎相同 ？ 流體的凝集態(tài)怎樣影響反應(yīng)結(jié)果 ？ n級(jí)不可逆反應(yīng) nAAr k C??? ?122nnAAACCrk ???2nA?????????? ?? ?? ?2/2/2121nAnAnAAAACCCCXx???宏觀混合 微觀混合 只有 1級(jí)反應(yīng)，宏觀混合和微觀混合具有相同的結(jié)果 流體混合態(tài)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響 流體混合態(tài)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響 AA rr ?? ? ? ? ?AA rr ????? ? ? ?AA rr ????第五章 停留時(shí)間分布與流動(dòng)模型 比較上兩式即可看出不同混合態(tài)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 )(2 21 ?? AAA CCkr ???α =1時(shí)， α＞ 1時(shí)， α＜ 1時(shí)， ?]2/)[( 2139。 這里用一個(gè)經(jīng)典例子說明這一問題 。 2VV1 1VV2 )(tE t2? ????? te22 流體混合態(tài)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響 兩種情況的停留時(shí)間分布函數(shù)是相同的（ V1=V2）： 22)( 2 ????????tetEt當(dāng)反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，線性動(dòng)力學(xué)， a)和 b)的轉(zhuǎn)化率是相同的； ? ? ? ?2/12/exp1212exp1DaDakkxA ???????????kDa ?其中： 而當(dāng)反應(yīng)為二級(jí)時(shí)，即為非線性動(dòng)力學(xué)，過程的轉(zhuǎn)化率與混合后的順序有關(guān)，定量地， 22 AA ckr ??， 02 AckDaI ??則有： DaIDaIDaIxA)2/1(2111 ??????2/)2/11(2111DaIDaIDaIDaI????????for case a) for case b) 流體混合態(tài)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響 例如： DaI 2 5 10 a) xA = b) xA = 可見 n = 2時(shí) ， a) 方式的轉(zhuǎn)化率大于 b) 方式 。 n 1時(shí)，則相反。 ?，混合態(tài)對(duì) BR和 PFR的反應(yīng)結(jié)果沒有影 響；不管什么反應(yīng)器（理想或非理想反應(yīng)器），混合態(tài)對(duì) 一級(jí)反應(yīng)的反應(yīng)結(jié)果無影響。 （ 2）對(duì)于完全微觀混合的流體，反應(yīng)結(jié)果用物料衡算模型計(jì) 算，即理想流動(dòng)用理想反應(yīng)器模型（ BR或 CSTR），非理 想流動(dòng)用多釜串聯(lián)模型或軸向擴(kuò)散模型進(jìn)行計(jì)算。 作 業(yè) 、 第四章 停留時(shí)間分布與流動(dòng)模型 靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。 17:08:1017:08:1017:081/30/2023 5:08:10 PM 1以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。 17:08:1017:08:1017:08Monday, January 30, 2023 1乍見翻疑夢，相悲各問年。 2023年 1月 30日星期一 下午 5時(shí) 8分 10秒 17:08: 1比不了得就不比，得不到的就不要。 2023年 1月 30日星期一 5時(shí) 8分 10秒 17:08:1030 January 2023 1做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。 , January 30, 2023 很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。 :08:1017:08Jan2330Jan23 1世間成事，不求其絕對(duì)圓滿，留一份不足，可得無限完美。 :08:1017:08:10January 30, 2023 1意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 2023年 1月 下午 5時(shí) 8分 :08January 30, 2023 1少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。 下午 5時(shí) 8分 10秒 下午 5時(shí) 8分 17:08: 楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。 17:08:1017:08:1017:081/30/2023 5:08:10 PM 1越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。 17:08:1017:08:1017:08Monday, January 30, 2023 1知人者智，自知者明。 :08:1017:08:10January 30, 2023 1意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 2023年 1月 下午 5時(shí) 8分 :08January 30, 2023 1業(yè)余生活要有意義，不要越軌。 下午 5時(shí) 8分 10秒 下午 5時(shí) 8分 17:08: MOMODA POWERPOINT Lorem ipsum dolor sit, eleifend nulla ac, fringilla purus. Nulla iaculis tempor felis amet, consectetur adipiscing elit. Fusce id urna blanditut cursus. 感謝您的下載觀看 專家告訴