第三章非理想流动反应器.pptVIP

**例3.2在稳定操作的连续搅拌式形反应器的进料中脉冲注入染料液(m∞=50g)，测出出口液中示踪剂浓度随时间变化关系如表所示。请确定系统的F(t)，E(t)曲线及，值。第29页，共83页，星期日，2025年，2月5日**解：本实验采用脉冲示踪法，测定的时间间隔相同(Δt=120s)，计算式为：第30页，共83页，星期日，2025年，2月5日**计算值如表所示。第31页，共83页，星期日，2025年，2月5日**第32页，共83页，星期日，2025年，2月5日**第33页，共83页，星期日，2025年，2月5日**用对比时间表示停留时间分布目的：将停留时间分布无因次化。对比时间：换算：将所有关系式中t用τθ替换。第34页，共83页，星期日，2025年，2月5日**第35页，共83页，星期日，2025年，2月5日**理想反应器的停留时间分布规律1、平推流反应器tt=0F(t)1激励曲线tt=F(t)1响应曲线第36页，共83页，星期日，2025年，2月5日**脉冲示踪tt=0E(t)激励曲线tt=E(t)响应曲线第37页，共83页，星期日，2025年，2月5日**示踪只是显示停留时间分布规律，规律不随示踪方法而变。第38页，共83页，星期日，2025年，2月5日**2、全混流反应器采用阶跃示踪法测定停留时间分布在t时刻对示踪剂做物料衡算：第39页，共83页，星期日，2025年，2月5日**解上述方程第40页，共83页，星期日，2025年，2月5日**图示tt=0F(t)1激励曲线tt=0F(t)1响应曲线tt=0E(t)响应曲线第41页，共83页，星期日，2025年，2月5日**两种理想反应器停留时间分布对照第42页，共83页，星期日，2025年，2月5日**由此可见，当完全没有返混时，当返混达到极大程度时，当返混介于二者之间时，即非理想流动时，介于0和1之间。用来判断反应器内的流型，并判断其偏离理想流动的程度。截止到现在，本章没有涉及任何化学反应。第43页，共83页，星期日，2025年，2月5日**非理想流动模型用来描述介于两种理想状况之间的流型，并通过对流型的描述，预计在非理想流动状态下的反应结果。将流型与化学反应联系起来，预计反应体积、处理量、转化率等之间的关系。介绍三种模型：凝集流模型、多级串联槽模型和轴向扩散模型。第44页，共83页，星期日，2025年，2月5日**凝集流模型物理模型：流体以流体团的方式流过反应器，这些流体团彼此之间不发生混合，每个流体团相当于一个小间歇反应器。由于返混的作用，流体团在反应器内的停留时间不同，达到的转化率因而不同，在反应器出口处的宏观转化率，就是各不同停留时间的流体团达到的转化率的平均值。第45页，共83页，星期日，2025年，2月5日**这样就把流体的停留时间分布与反应转化率联系起来了，每个流体团都作为一个间歇反应器，它的反应时间由停留时间分布决定。而流体团在停留时间内达到的转化率由反应动力学决定。最后，将二者结合起来，在出口处加权平均，得到最终转化率。相当与若干平推流反应器或间歇反应器的并联，将非理想流动对反应的影响明显化了。第46页，共83页，星期日，2025年，2月5日**写成数学公式：第47页，共83页，星期日，2025年，2月5日**例3-3某非理想流动反应器，其停留时间分布规律同例3-2。在该反应器内进行一级反应，动力学方程为-rA=3.33×10-3cA，请确定该反应器的出口转化率（反应物A的化学计量系数为1）。第48页，共83页，星期日，2025年，2月5日**解：采用凝集流模型进行计算。对于一级反应，在间歇反应器中转化率与反应时间关系如下：第49页，共83页，星期日，2025年，2月5日**第50页，共83页，星期日，2025年，2月5日**按照单个平推流反应器的结果？按照单个全混流反应器的结果？第51页，共83页，星期日，2025年，2月5日**多级串联槽模型物理模型：反应器是由若干大小相等的全混流反应器串联而成。这些全混流反应器之间没有返混，没有反应。定常态操作。第52页，共83页，星期日，2025年，2月5日**用阶跃法测定第i个反应器的停留时间分布V0,c0,V1,c1,V2,c2,Vn,cnVi,ci,第53页，共83页，星期日，2025年，2月5日**第54页，共83页，星期日，2025年，2月5