非理想流动反应器.pptVIP

脉冲示踪tt=0E(t)激励曲线tt=E(t)响应曲线示踪只是显示停留时间分布规律，规律不随示踪方法而变。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：解上述方程图示tt=0F(t)1激励曲线tt=0F(t)1响应曲线tt=0E(t)响应曲线两种理想反应器停留时间分布对照由此可见，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。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。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。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。写成数学公式：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【脉冲示踪法，具体数据见表】。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）。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：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。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,N=1，全混流N，平推流N等于某一值，意味着该反应器的返混程度相当于N个理想混合反应器的串联。N只是一个虚拟值，因此，N可以是整数也可以是小数。停留时间分布密度函数的散度为槽数的倒数。小数的阶乘由Γ函数解决。解题步骤：例：V＝12L的反应装置，用脉冲法测定。v0＝0.8L/min,M=80g。在出口记录示踪剂A的浓度CA随时间的变化，结果见表格：求N级全混流模型来预测速率常数k为0.15min-1的一级不可逆反应的转化率。*/80*第三章非理想流动反应器返混物料在反应器内不仅有空间上的混合而且有时间上的混合，这种混合过程称为返混。物料在反应器内必然涉及到混合，即原来在反应器内不同位置的物料而今处于同一位置。如果原来在反应器不同位置的物料是在同一时间进入反应器的，发生混合作用时，这种混合称为简单混合。如果原来在不同位置的物料是在不同时间进入反应器的，由于反应时间不同，因此物料的浓度是不同的，两者混合后混合物的浓度与原物料的浓度不同，这种混合过程称为返混。(1)完全不返混型反应器(2)充分返混型反应器(3)部分返混型反应器在这类反应器中物料之间存在一定程度的返混，但并未达到充分返混的程度，现将这类反应器称为非理想流动反应器。流体在反应器内的停留时间分布如果物料在反应器内流动时有返混发生，度量该返混程度最简单而且最有效的方法是确定物料在反应器内的停留时间规律，从而可定量地确定返混程度。由于物料在反应器内停留时间是一个随机过程，对随机过程通常用概率予以描述，即用二个函数及二个特征值予以描述。二个函数分别是概率函数和概率密度函数，二个特征值则是数学期望和方差。物料在反应器内停留时间分布规律也将用概率予以描述。停留时间分布函数F(t)当物料以稳定的流量流入反应器而不发生化学变化时，在流出物料中停留时问小于t物料占总流出物的分率：F(t)为时间t的停留时间分布概率；Nt为停留时间小于t的物料量；N∞为流出物料的总量，也是流出的停留时间在0与无限大之间的物料量。停留时间分布密度函数E(t)则存在及平均停留时间平均停留时间，即数学期望。变量（时间t）对坐标原点的一次矩。散度散度，即方差。变量（时间t）对数学期望的二次矩。为了运算方便，可改换成如下形式：停留时间分布规律的实验测定目前采用的方法为示踪法，即