Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Периодический реактор идеального смешения (ПРИС)




Скорость хим.реакции.

Скорость хим.реакции опр-ся кол-вом выбранного продукта в единицу времени, в единицу объёма.

,

где V –реакционный объём, t - время, nА- кол-во готового продукта.

F- поверхность реагирующих фаз.

Общая формула хим.реакции:

, где

К-константа скорости хим.реакции.

Z-предэкспонентный множитель.

Е – энергия активизации.

R- универсальная газовая постоянная.

Т- температура Кельвина.

С123 – концентрация компонентов 1,2,3.

е - основание натурального логарифма.

n1, n2, n3- стехиометрические коэффициенты.

В ПРИСе за счет идеального перемешивания параметры и концентрация реагентов постоянны в какой-то момент времени.

Графически:

t-время

x(y;z)-пространственные координаты

СА-концентрация реагента А

 

Но параметры и концентрация реагентов в ПРИСе изменяются во времени.

Графически:

 

Общий вид математического описания ПРИСа

Где: x-степень превращения исходного реагента

С-концентрация исходного реагента

r-скорость реакции

Конкретный вид математ. описания ПРИСа определяется из уравнения материального баланса.

Для элементарного объема реактора по изменению реагента А материальный баланс представляется в виде; A R

I. Изменение реагента А в объеме аппарата за счет скорости по осям

II. Изменение реагента А за счет молекулярной и конвективной диффузии по осям x, y,z

III. Изменение реагента А за счет скорости химической реакции

wx, wy, wz - скорости среды по осям x,y,z

Д – коэффициент молекулярной и конвективной диффузии

ra- скорость химической реакции

и

Периодический процесс в реакторе это не стационарный процесс и он характеризуется изменением концентрации.

При идеальном перемешивании концентрация реагента остается постоянной по всем осям x, y,z. Поэтому:

 

Тогда или (1)

Известно, что

(2)

- количество вещества А в начале и в конце реакции (Na- текущая концентрация)

Если реакционный объем Vр =const, то

(3)

- начальная и текущая концентрация реагента А

Из уравнения (3) определяем текущую концентрацию Са

(4)

Скорость химической реакции в общем виде выражается: (5)

Производная от уравнения(4)

(6)

С учетом уравнений (5) и (6) уравнение (1) будет:

Если уравнение(6) поставить в уравнение (1), то получим математическое описание ПРИСа или

Или (7)

Проинтегрировав уравнение (7) в пределах изменения времени пребывания от 0 до t и степени превращения от 0 до Xа получим

(8)

Это и есть модель ПРИСа или математическое описание ПРИСа (времени реакции)

Математическое описание ПРИСа при порядке реакции n=n

Уравнение (4) и (5) подставим в уравнение (8)

(9) при n=n

При порядке реакции n=1

(10)

При порядке реакции n=0

(11)

Уравнение (10) и (11) проинтегрируем

(12) n=0

ln ln

ln (13) n=1

Если начальная степень превращения , то уравнения 9, 12,13 примут вид

(14) n=n

(15) n=0

ln (16) n=1

Если порядок реакции и , то уравнение (9) трудно интегрировать, поэтому применяют метод графического интегрирования.

1.Строим графическую зависимость в координатах

и т.е.

2,Находят площадь S под кривой

;

3.Произведение начальной концентрации на площадь S дает время химического процесса

7 Реакторы идеального вытеснения (РИВ)

РИВ – трубчатый аппарат длина которого значительно превышает диаметр (непрерывый процесс осуществляется)

Непрерывный процесс может быть стационарным и нестационарным. Последний характерен для привода пуска и остановки РИВ.

В РИВе степень превращения и концентрация изменяются:

Особенности РИВ.

1.Среда движется в одном направлении по - длине

2.Продольное и поперечное перемешивание отсутствуют.

3.Среда движется как поршень не перемешиваясь с предыдущими и последующими слоями, такой режим называется поршневым..

4. Состав среды изменяется вдоль РИВ в определенной зависимости.

5.Время пребывания каждой частицы в РИВе одинаково.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-06-04; Просмотров: 370; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.022 сек.