催化反应工程华东理工大学第七次课-径向流动反应器非均－返混数学模型及其求解.pptVIP

* * 径向流动反应器 非均相－返混数学模型及其求解 优点：新型节能装置、线速度小、流通截面大、床层阻力小 采用非均相－返混数学模型原因： 1) 床层中线速度小，宜采用非均相模型考虑内、外扩散影响 2) 床层较薄，流体流速小，应考率返混影响 催化反应工程 非均相返混数学模型 催化床内半径R1，外半径R2，床高L，流体向心流动 假定：径向流体分布均匀，流动中无沟流短路 L u o r r+dr R1 R2 催化反应工程 对气相进行物料与热量衡算 (1) (2) 催化反应工程 由于 催化反应工程 将上述关系式代入式(1)、(2)展开，化简得 (3) (4) 催化反应工程 边界条件： r=R1时 r=R2时 催化反应工程 对固相进行物料与热量衡算 (5) (6) 对于氨合成反应 (7) 催化反应工程 由于 令比半径 整理式(3)至式(6)得 催化反应工程 (8) 催化反应工程 (9) 催化反应工程 (10) (11) 催化反应工程 边界条件 x=1时 x=0时 催化反应工程 正交配置解 对于方程组式(8)、(9)的边值问题，其解关于x=0对称 取试解 式中ai为待定参数，N为内部配置点的个数， pi-1(x2)是x2的正交多项式 式中d1,d2,…dN+1为待定参数 亦可取试解 (12) 催化反应工程 由式(12)有 写成矩阵形式 催化反应工程 一阶导数、二阶导数由配置点上的函数值的 线性组合表示 (13) 催化反应工程 代入式(8)、(9) (14) 催化反应工程 (式中j=1,2…N) (15) 催化反应工程 由边界条件求出yNH3,g(xN+1)和Tg(xN+1) (16) (17) 催化反应工程 *