反应工程(第三版)第五章答案停留时间分布与反应器.pdfVIP

5 停留时间分布与反应器 5.1 设F(θ )及E(θ )分别为闭式流动反应器的停留时间分布函数及停留时 间分布密度函数，θ 为对比时间。 （1） （1） 若该反应器为活塞流反应器，试求 （a） （a） F(1)(b)E(1)(c)F(0.8)(d)E(0.8)(e)E(1.2) (2)若该反应器为全混流反应器，试求 （a）F(1)(b)E(1)(c)F(0.8)(d)E(0.8)(e)E(1.2) (3) 若该反应器为一个非理想流动反应器，试求       E( )d E( )d （a）F(∞)(b)F(0)(c)E(∞)(d)E(0)(e) 0 (f) 0 解：（1）因是活塞流反应器，故符合理想活塞流模型的停留时间分布，由 （5.33-5.36）式可得： (a)F(1)=1.0(b)E(1)=∝(c)F(0.8)=0(d)E(0.8)=0(e)E(1.2)=0 （2） （2） 因是全混流反应器，故符合理想全混流模型的停留时间分布，由 （5.33-5.36）式可得： -1 -1 -0.8 （a ）F(1)=1-e =0.6321 (b)E(1)=e =0.3679 (c)F(0.8)=1- e =0.5507 -0.8 (d)E(0.8)= e =0.4493 (e)=E(1.2)=0.3012 （3） （3） 因是一个非理想流动反应器，故可得：    E( )d （a ）F( ∞)=1 (b)F(0)=0 (c)E( ∞)=0 (d)1E(0)0 (e) 0 =1    (f) 0 E( )d = 5.2 用阶跃法测定一闭式流动反应器的停留时间分布，得到离开反应器的示 踪剂与时间的关系如下：  0 t2  c(t) t2 2t3  1 t3 试求： （1） （1） 该反应器的停留时间分布函数F(θ )及分布密度函数E(θ )。   2 （2） （2） 数学期望 及方差 。  （3） （3） 若用多釜串联模型来模拟该反应器，则模型参数是多少？ （4） （4） 若用轴相扩散模型来模拟该反应器，则模型参数是多少？ -1 （5）若在此反应器内进行一级不可逆反应，反应速率常数 k=1min ，且无副 应，试求反应器出口转化率。 解：（1）由图可知C =C(∝)=1.0，而F( θ)=F(t)=C(t)/ C(∝)，所以： 0  0 t2, 0.8    F( )F(t) t2 2t3, 0.8 1.2