天津大学《化学反应工程》课件-第五章-3.pptVIP

实际流动体系偏离理想流动非理想流动多种因素均可导致偏离理想流动非理想反应器的设计：在RTD基础上，建立合理流动模型，并解得模型参数，再结合反应动力学数据。5.6非理想流动模型建模的依据：反应器内停留时间分布常用技巧：对理想模型进行修正，或将理想流动模型与滞流区、短路和沟流等作不同组合5.6非理想流动模型离析流模型多釜串联模型轴向分散模型5.6非理想流动模型基本假设：离析流体，不存在微观混合离析流物理模型5.6.1离析流模型（零参数模型）?数学模型：适用条件：宏观流体；微观流体的一级反应5.6.1离析流模型（零参数模型）t*为完全反应时间，即CA=0习题5.7在一个全混流釜式反应器中，等温条件下进行零级反应A→B，反应速率rA=9mol/(min.l)，进料浓度CA0为10mol/l，流体在反应器内的平均停留时间为1min，请按下述情况分别计算反应器出口转化率（1）若反应物料为微观流体；（2）若反应物料为宏观流体解（1）微观流体故可用全混流反应器的物料衡算式CA=1mol/L,XA=0.9习题5.7(2)宏观流体零级反应，故只能用离析流模型积分，得间歇反应器设计方程全混流反应器停留时间分布习题5.7(2)宏观流体习题5.7思考题如果上述反应是在平推流反应器中进行时,流体作为微观流体和宏观流体时的反应结果一样吗?为什么?5.6.2多釜串联模型?基本假设釜内为全混流；级间无返混；各级反应体积相同，连接管体积不计多釜串联模型的物理模型5.6.2多釜串联模型初始条件（升阶）：t=0,c0(0)=c0,cP(0)=0,P=1,2,…N?数学模型对示踪剂作物料衡算ci,Pci,p-1ci,0ci,N对第P釜物料衡算5.6.2多釜串联模型5.6.2多釜串联模型无因次化5.6.2多釜串联模型适用条件：微观流体；宏观流体的一级反应(单参数模型)5.6.2多釜串联模型多釜串联模型的E(?)图多釜串联模型的F(?)图习题5.5在一个等温闭式液相反应器的停留时间分布密度函数为，（1）平均停留时间；空时，空速（2）停留时间小于1min的物料所占的分率（3）用多釜串联模型，相当于几个等体积全混釜串联（4）轴向扩散模型拟合，求模型参数Pe（5）物料为微观流体，且进行一级不可逆反应，速率常数、初始浓度已知，试分别用轴向扩散、多釜串模型计算反应器出口转化率，（6）宏观流体，其他条件不变，计算反应器出口转化率，并与微观流体比较习题5.5解：（1）（2）停留时间小于1的分率习题5.5因为是闭式系统，所以空速为空时的倒数，所以习题5.5（3）多釜串模型参数与方差的关系（5）轴向扩散模型无因次方差等于0.5，返混较为严重，试差，得Pe=2.56习题5.5(6)一级不可逆反应，反应器出口转化率可用扩散模型，多釜串和离析流模型均可。（7）离析流模型一级不可逆，BR得到习题5.5若为一级不可逆反应注意！?为单釜空时小结：用多釜串联模型进行反应器计算步骤?测反应器的停留时间分布，求出根据，求出模型参数N（N要圆整）?逐釜计算求出最终转化率。5.6.2多釜串联模型(单参数模型)