反应器基本原理3.pptxVIP

气相反应的体积膨胀系数;由式（4-18b）可以看出，对于等温等压的气相反应， 就是该反应的“体积膨胀率”。若把xA = 100% 时的体积膨胀率叫做“体积膨胀系数”，记做wA，则 由此可以看出，对于体积有变化的气相反应，其体积膨胀情况既与分子总数变化率有关，也与反应物的起始浓度yA0有关，还与转化率xA有关。 ; 应用体积变化系数的概念，有关反应物浓度的计算式（4-19）、（4-19a）、（4-19b）也可以写成下列形式： 相反，对于液相反应， 不能称作体积膨胀系数，因为 的大小不表现在体积的变化上，而是表现在反应体系的密度的变化上。在液相中不使用体积膨胀系数。;4-3 流动体系的动力学方程;对于图4-27所示的气相反应，反应物A经过一定体积反应器或一定长度反应管后的浓度cA应为 假若物料经过一定反应器体积后的转化率为xA，分子总数变化率为 ，则：;所以对于该气相反应，在空间时间 之间的反应速度为 ;根据流动体系化学反应速度rA的定义： 所以 式中：cA0 － 反应物A的起始浓度； yA0 － 反应物A的起始摩尔分数； xA － 反应物A的转化率； kc － 用反应物浓度表示的速度常数； n － 反应级数； － 分子总数变化率。 ; 式（4-23）就是流动体系的动力学方程。对于物料总体积流量没有变化的流动体系（如液相反应，反应前后分子数相同的气相反应） ，因为wA = 0 或 ，式（4-23）可以简化为： （4-23a） （4-23b） 由此可见，在流动体系中假若物料的总体积流量不因化学反应而有变化，其动力学方程的形式和非流动体系是完全一样的，只是流动体系里有关反应时间的物理量用空间时间表示。 ; 要特别指出的是，在管式反应器里经常处理的是一些气相反应，在气相反应中，反应物的浓度常是用组分A在气相中的分压或组分A在气相中的摩尔分数来表示的，根据气体的状态方程可以知道： 式中：cA0 － 反应物A的起始摩尔浓度； pA0 － 反应物A的起始分压； yA0 －反应物A的起始摩尔分数； P － 操作压力； T － 操作温度 [K]； R － 气体常数。;所以可将流动体系的动力学方程式（4-23）变换成如下形式： 其中 或 其中; 式（4-23）、（4-24）、（4-25）是流体体系的动力学方程的几种表达形式，由于反应物浓度有不同的表达形式，所以要选用不同形式的动力学方程来进行计算。 ;§5 典型反应器的计算;5-1 间歇操作的理想搅拌釜的计算;例4-5 对于某一个不可逆的一级反应：A ? B，已知其动力学微分方程为 ，求该反应在反应为τ时的转化率xA。 解:;表4-6为几种不同的反应在间歇搅拌釜里进行τ时间以后的转化率，它们都可以由动力学微分方程的积分得到，积分的边界条件时τ = 0时，xA = 0；τ = τ时，xA = xA。; 间歇搅拌釜的体积由物料的日处理