Реактор идеального перемешивания

В данной главе рассматриваются характерные примеры построения динамических моделей некоторых типовых процессов химической технологии теплообмена, абсорбции в насадочных аппаратах, ректификации в тарельчатых колоннах, химического процесса в реакторах идеального перемешивания, процесса адсорбции во взвешенном слое сорбента. [c.5]

Приведем простой пример определения весовой, передаточной и переходной функций для простого химико-технологического объекта, описываемого одним обыкновенным дифференциальным уравнением. Пусть имеется реактор идеального перемешивания (рис. 2.5), в который с объемной скоростью L поступает жидкость с растворенным в ней трассером — веществом, которое химически не взаимодействует с другими веществами и используется при исследовании структуры потоков в аппарате. Обозначим концентрации трассера на входе в аппарат и на выходе из него, соответственно, через Сах(<) и Свых(0> объем жидкости в аппарате — через V. Расход жидкости L будем считать постоянным. [c.73]

Рис. 5.6. Изменение концентраций веществ X (функция А] (/)) и Y (функция( )) в периодическом реакторе идеального перемешивания при л О и двух значениях k (fej > k2)-

Рис. 5.7. Изменение концентраций веществ X и Y в периодическом реакторе идеального перемешивания при О < п <1.

Рассмотрим теперь проточный химический реактор идеального перемешивания. Будем считать, что в реакторе протекает реакция превращения вещества X в вещество Y по схеме X->Y. В дальнейшем будем исследовать изменение во времени только концентрации t) вещества X, поэтому для упрощения записи положим i t) = t). При равенстве входной и выходной объемной скорости потока изменение с течением времени концентрации t) вещества X в реакторе описывается уравнением [c.246]

Рис. в. 10. Переходной процесс на выходе проточного реактора идеального перемешивания при я= t (Со — начальная концентрация вещества X в реакторе). [c.248]

Равенство (5.4.19) дает полное описание динамики проточного реактора идеального перемешивания с реакцией нулевого порядка, поскольку по любой входной функции Свх(0 позволяет найти соответствующую выходную функцию t). Например, пусть Свх(0 = х(0, т. е. в реактор, начиная с момента = О, поступает поток с единичной концентрацией вещества X. В этом случае из (5.4.19) следует [c.248]

Теперь рассмотрим проточный химический реактор идеального перемешивания, в котором идет реакция первого порядка. Уравнение (5.4.14) в этом случае имеет вид [c.249]

Рис. 6.11. Весовые S(0 и переходные А (<) ff(t),b(t) функции проточного реактора идеального перемешивания при п >= 1.

В заключение раздела рассмотрим моделирование реакторов со структурой потоков, отличающейся от идеального перемешивания. [c.37]

В качестве примера выберем реактор идеального вытеснения, а также реактор с продольным перемешиванием диффузионного типа. Вывод уравнений динамических моделей названных реакторов аналогичен выводу уравнений (1.2.19), (1.2.28) процесса абсорбции. [c.37]

Математическая модель реактора будет иметь различный вид в зависимости от выбора модели структуры потоков. Используем две наиболее употребительные модели структуры потоков в аппарате модель идеального перемешивания и модель идеального вытеснения. [c.244]

Модель идеального перемешивания. При использовании модели идеального перемешивания уравнения, описывающие изменение концентрации в реакторе, являются обыкновенными дифференциальными уравнениями, включающими только производные по времени. [c.244]

Идеальное перемешивание 6, 288 а насадочном абсорбере 221 8 химическом реакторе 35, 73 сл., 246 сл. [c.298]

Для реактора периодического действия с идеальным перемешиванием температура и концентрации реагентов изменяются во времени так же, как они изменяются ио длине идеального трубчатого реактора (идеальное вытеснение, отсутствие аксиальной диффузии). Поэтому кривые на рнс. 15-5 и 15-6 могут быть использованы для определения условий безопасной работы реактора периодического действия. [c.429]

Перейдем к выводу уравнений математической модели нестационарных режимов работы химического реактора. Перемешивание фаз примем идеальным. Это допущение означает, что перемешивание в реакторе настолько интенсивно, что все переменные, характеризующие реакцию (концентрации, температуры и т. п.) постоянны по всему объему аппарата. [c.35]

Пример 1. Динамика химического реактора [4]. Рассмотрим модель химического реактора, который представляет собою открытую гомогенную систему полного перемешивания. В такой системе происходит непрерывный массо-и теплообмен с окружающей средой (открытая система), а химические реакции протекают в пределах одной фазы (гомогенность). Условие идеального перемешивания позволяет описывать все процессы при помощи дифференциальных уравнений в полных производных. Предположим, что рассматриваемый химический реактор — эго емкость, в которую непрерывно подается вещество А с концентрацией Хд и температурой г/ ). Пусть в результате химической реакции А В h Q образуется продукт В и выделяется тепло Q, а смесь продукта и реагента выводится из системы со скоростью, характеризуемой величиной X. Тепло, образующееся в результате реакции, отводится потоком вещества и посредством теплопередачи через стенку реактора. Условия теплопередачи характеризуются температурой стенки у и коэффициентом со. Для составления уравнений динамики химического реактора воспользуемся законами химической кинетики, выражающими зависимость скорости химического превращения от концентраций реагирующих веществ и от температуры, законом сслранения массы (условие материального баланса), а также законом сохранения энергии (условие теплового баланса реактора). [c.53]

В данной главе изложены основные математические методы исследования сложной системы реакций. Обсуждаются ограничения, накладр 1ваемые законом действующих масс и законами сохранения на вид системы обыкновецггых дифференциальных уравнений, описывающих химические реакции в гомогенной системе идеального перемешивания. Изложены основы метода квазистационарных концентраций, базирующегося на введении безразмерных переменных и коэффициентов, правильном выборе масштаба и использовании теоремы Тихонова. Приведена конспективная сводка основных приемов качественного исследования систем обыкновенных дис )ферен-циальных уравнений, которые обычно отсутствуют в курсах химической кинетики, но имеются в книгах, посвященных динамике химических реакторов (Арис, 1967 Денбиг, 1968). Приемы качественного исследования уравнений химической кинетики достаточно полно изложены в монографии Вольтера и Сальникова (1972). [c.23]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...