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化学反应工程原理—— 反应过程中的混合现象及其对反应

* 6.4 非理想流动反应器的计算 实际流动反应器的计算方法: 确定模型?实验测得?(t) ?求取模型参数?计算反应的结果 * 6.4.1 多级全混流模型反应器的计算 确定模型??(t) ?? ?N 多级全混流模型: 多级CSTR串联:(n=1,等VRi,等T) * 6.4.2 轴向扩散模型反应器的计算 对微元作物料衡算得: 无因次参数表示 * 边界条件: * 一级反应可得显式解 其中: * 扩散模型的一级反应 扩散模型的二级反应 计算线图 计算线图 * . 例 脉冲法实验测得某反应器出口流中示踪剂浓度变化如下: t ( min ) 0 5 10 15 20 25 30 35 C(t) (g/l) 0 3 5 5 4 2 1 0 求:①平均停留时间;  ②若用多级釜模型描述此反应器内流体,在其中进行液相反应A→产物,(-rA)=kCA , k=0.1 min , 转化率为多少? ③ 若把此反应器看作PFR,在其中进行同样反应 , 求 xAf =? * t/min 0 5 10 15 20 25 30 35 CA/g.L-1 0 3 5 5 4 2 1 0 =5/3[C(0)+ 4C(1) + 2C(2) + 4C(3) +2 C(4) + 4C(5) +2 C(6) + C(7)] = 5/3[0+4(3+5+2)+2(5+4+1)]=100 g. min/L 0 1 2 3 4 5 6 7 f(t) 0 0.03 0.05 0.05 0.04 0.02 0.01 0 F(t) 0 0.075 0.275 0.525 0.750 0.900 0.975 1.0 F(5)=5/2[f(0)+ f(1) ]= 5/2[0+ 0.03 ]=0.075 F(10)=5 {[f(0)+ f(2) ]/2 +f(1)}= 5 {[0+ 0.05 ]/2 +0.03}=0.275 * . 解: , t /min 0 5 10 15 20 25 30 35 Σ C(t) 0 3 5 5 4 2 1 0 20 E(t)/min-1 0 0.03 0.05 0.05 0.04 0.02 0.01 0 0.2 t.E(t) 0 0.15 0.5 0.75 0.8 0.5 0.3 0 3 * . 2) * . t 0 5 10 15 20 25 30 35 Σ C(t) 0 3 5 5 4 2 1 0 20 E(t ) 0 0.03 0.05 0.05 0.04 0.02 0.01 0 0.2 t.E(t) 0 0.15 0.5 0.75 0.8 0.5 0.3 0 3 t2.E(t) 0 0.75 5 11.25 16.0 12.5 9.0 0 54.5 * . 液相反应 : * . 3) PFR中, * 作 业 P165 6-1 、 6-7 P166 6-9 * * 解释扩散模型的理论实质及应用,实际的管式反应器中的流动状况 * 6.2.3 停留时间分布的数字特征 1.数学期望 对原点的一阶矩,即平均停留时间 意义:随机变量的分布中心 曲线下面积的重心在横轴上的投影 * 上式也可写为: 对离散测定值则有: * 2.方差 停留时间分布对于数学期望的二阶矩,离散度。 PFR:所有物料的停留时间相同= 方差愈小,流动状况愈接近PFR * 对离

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