Реакторы идеального смешения непрерывного действия (РИС-Н). Вывод расчетного уравнения

В реакторах такого типа все компоненты непрерывно подаются в аппарат и непрерывно выводятся из него.

Рис. 11.3. Расчетная схема.

Запишем уравнение материального баланса для РИС, используя допущения и ограничения:

1) реактор непрерывного действия

Конвективные потоки существуют (С_j ∙u).

2) согласно требованиям к элементарному объему, для которого составляется балансовое уравнение (см. 10.0).

Рис. 11.4.

за бесконечный промежуток времени dτ.

Уравнение материального баланса будем составлять для всего реакционного объема V.

Выделим в объеме Vплощадь произвольного сечения f, через которую движется поток реакционной смеси от входа к выходу из реактора.

Линейная скорость потока:

(11.8)

Принимая во внимание допущения (1) и (2) и сделав, переход от бесконечно малых к конечным значениям параметров, т.е.

(11.9)

Как в случае РИС периодического действия:

Тогда (10.23) с учетом (11.9, 11.10, 11.8) перепишется в виде.

Уравнение материального баланса для РИС-Н:

(11.11)

Пример 11.2. В РИС-Н осуществляется реакция

.

Определить П_R, кмоль/с.

Аппарат непрерывного действия, для него:

(11.12)

(11.13), где − среднее время пребывания частиц в реакторе.

P.S. Под частицей понимается такая неделимая часть потока, о движении которой в данный момент времени, можно говорить как о движении единого целого. В гидродинамике под частицей понимают моль существует мольный или конвективный перенос. Моль – статистическая совокупность молекул.

Определяем из уравнения (11.11)

1) (11.14) подставляем в (11.11)

2) записываем (11.11) относительно с учетом (11.14):

Концентрация в уравнении (11.14) определяется по рис.11.3,б (подставляем С_A,f вместо С_A)

[м³ / с]

Вывод:

В реакторе непрерывного действия производительность выше. Область применения:

многотоннажное производство;

производство, где не предъявляются высокие требования к чистоте получаемого продукта.

Дата добавления: 2014-01-04