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1、在第3 章中討論了兩種不同類型的流動(dòng)反應(yīng)器全混流反應(yīng)器和平推流反應(yīng)器。在相同的情況下,兩者的操作效果有很大的差別,究其原因是由于反應(yīng)物料在反應(yīng)器內(nèi)的流動(dòng)狀況不同,即停留時(shí)間分布不同。前面處理連續(xù)釜式反應(yīng)器的設(shè)計(jì)時(shí)使用全混流假定,處理管式反應(yīng)器問(wèn)題時(shí)則使用了活塞流的假定;如果不符合這兩種假定,就需要建立另外的流動(dòng)模型。,第四章 反應(yīng)器中的混合及對(duì)反應(yīng)的影響,本章要解決的問(wèn)題 (1)闡明流動(dòng)系統(tǒng)的停留時(shí)間分布的定量描述及其實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法; (2)建立非理想流動(dòng)模型; (3)在所建立模型的基礎(chǔ)上,說(shuō)明該類反應(yīng)器的性能和設(shè)計(jì)計(jì)算; (4)介紹有關(guān)流動(dòng)反應(yīng)器內(nèi)流體混合問(wèn)題,闡明幾個(gè)基本概念。,4.1 連續(xù)

2、反應(yīng)器中物料混合狀態(tài)分析 4.2 停留時(shí)間分布 4.3 非理想流動(dòng)模型 4.4 混合程度及對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響 4.5 非理想流動(dòng)反應(yīng)器的計(jì)算,4.1 連續(xù)反應(yīng)器中物料混合狀態(tài)分析4.1.1 混合現(xiàn)象的分類,混合的作用:絕大部分化學(xué) 反應(yīng)是不同物質(zhì)分子之間的 一種化學(xué)作用,反應(yīng)進(jìn)行的 必要前提是參與反應(yīng)的物質(zhì) 首先要相互接觸,因而化學(xué) 反應(yīng)的進(jìn)行都要把反應(yīng)物料 達(dá)到充分混合。 混合的手段:攪拌。,1)按混合對(duì)象的年齡分類 可以把混合分成兩種: (1)同齡混合:相同年齡物料之間的混合。 (2)返混:不同年齡物料之間的混合。 A、造成返混的原因:循環(huán)流動(dòng),攪拌,湍流,分子擴(kuò)散,催化劑、填料阻擋等。 B

3、、返混的結(jié)果(CA降低,CL增大) a、對(duì)正級(jí)數(shù)反應(yīng):返混有害,使反應(yīng)速率下降。 b、對(duì)負(fù)級(jí)數(shù)反應(yīng):返混有利,使反應(yīng)速率上升。 c、對(duì)自催化反應(yīng):返混使產(chǎn)物濃度增加,反應(yīng)速率上升,返混有利。 d、對(duì)平行反應(yīng):,若a1a2, 返混使反應(yīng)物濃度降低,主反應(yīng)選擇率下降。 若a1=a2, 返混對(duì)選擇率無(wú)影響 若a1a2, 返混使反應(yīng)物濃度降低,主反應(yīng)選擇率上升。,d、對(duì)連串反應(yīng):,問(wèn)題:充分?jǐn)嚢璧拈g歇反應(yīng)器是什么混合?為什么?,2)按混合發(fā)生的尺度大小分類 宏觀混合:設(shè)備尺度上的混合 微觀混合:物料微團(tuán)尺度上的混合,(1)微團(tuán)之間達(dá)到完全混合,呈分子均勻程度; (2)微團(tuán)之間完全不相混合,例如固相加工

4、反應(yīng); (3)微團(tuán)之間介于均勻混合和不相混合之間,例如液液相反應(yīng)。 宏觀混合和微觀混合的取樣尺度是不同的,不能相提并論。,對(duì)于平推流反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器,如果微團(tuán)間的混合達(dá)到完全混合,即呈分子均勻狀態(tài),則可以按第三章中有關(guān)公式計(jì)算。,微觀混合是指微團(tuán)尺度上的混合,取樣尺度是微團(tuán)。微團(tuán)是指固體顆粒,液滴、氣泡或分子團(tuán)等尺度的物料聚集體。每個(gè)微團(tuán)是均勻的,微團(tuán)之間的混合狀態(tài)可以分為三種。,4.1.2 連續(xù)反應(yīng)過(guò)程的考察方法,1)以反應(yīng)器為對(duì)象的考察方法 在釜式反應(yīng)器中進(jìn)行的均相反應(yīng)過(guò)程,因有強(qiáng)烈的攪作 用使反應(yīng)器內(nèi)物料的溫度和濃度各處均勻,整個(gè)反應(yīng)器作為 考察對(duì)象,進(jìn)行物料衡算,熱量衡算。 當(dāng)物料

5、微觀混合為完全混合時(shí),物料呈分子狀均勻分散 物料不存在微團(tuán)。對(duì)攪拌反應(yīng)器,物料以反應(yīng)器為邊界,對(duì) 于管式反應(yīng)器,物料以dVR為邊界,所研究的基準(zhǔn)分別為反 應(yīng)器容積VR和反應(yīng)器微元容積dVR。 目前可以進(jìn)行定量研究。,在連續(xù)攪拌反應(yīng)釜或管式反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng),如果反應(yīng)物料的微觀混合程度不同,則考察方法即研究方法就不同。微觀混合有兩種極限狀態(tài),完全混合和完全不混合,它們的研究方法完全不同。,2)以物料為對(duì)象的考察方法 在連續(xù)反應(yīng)器中進(jìn)行固相加工反應(yīng)過(guò)程時(shí),物料各微團(tuán)的溫度和濃度不相同,就應(yīng)采用以反應(yīng)物料為對(duì)象的考察方法,跟蹤物料的方法變的可能而且更為合理,此時(shí)唯一需要知道的是物料在反應(yīng)器中的停留時(shí)間

6、分布情況以及動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。 當(dāng)物料微觀混合為完全不混合時(shí),物料呈微團(tuán)獨(dú)立運(yùn)動(dòng),物料的邊界為微團(tuán)的邊界,所以以微團(tuán)為研究基準(zhǔn)。結(jié)合物料的停留時(shí)間分布函數(shù)和動(dòng)力學(xué)方程可以有定量結(jié)果。 如果微觀混合介于中間狀態(tài),則幾個(gè)微團(tuán)可以組成微元。此時(shí),研究基準(zhǔn)為微元,目前只有定性的認(rèn)識(shí),沒(méi)有定量結(jié)果。,綜上所述,考察對(duì)象都是物料,不同的是按照微觀混合的程度劃分考察的基準(zhǔn)(范圍): 完全混合反應(yīng)容積VR或dVR 中間狀態(tài)微元(由微團(tuán)組成) 完全不混合微團(tuán),4.2 停留時(shí)間分布,(1)反應(yīng)物料在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間越長(zhǎng)、反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)、轉(zhuǎn)化率越高,反應(yīng)的進(jìn)行得越完全。,實(shí)際反應(yīng)器設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題: 影響因素太多、無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)

7、算,解決方法:,分析:,要討論的問(wèn)題:(1)流動(dòng)系統(tǒng)停留時(shí)間分布的定量描述 (2)停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法,(2)間歇系統(tǒng),在任何時(shí)刻下反應(yīng)器內(nèi)所有物料在其中的停留時(shí)間都是一樣,不存在停留時(shí)間分布問(wèn)題。 (3)對(duì)于流動(dòng)系統(tǒng),由于流體是連續(xù)的,而流體分子的運(yùn)動(dòng)又是無(wú)序的,所有分子都遵循同一途徑向前移動(dòng)是不可能的,完全是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程,存在停留時(shí)間分布問(wèn)題。,在實(shí)際反應(yīng)器中: A、同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)器的物料由于 “工程因素”不可能同時(shí)離開(kāi)反應(yīng)器。 B、同一時(shí)刻離開(kāi)反應(yīng)器的物料中,在反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)歷的停留時(shí)間有長(zhǎng)有短,形成一個(gè)分布,稱為停留時(shí)間分布。,由于物料在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間分布完全是隨機(jī)的,因此可以根據(jù)

8、概率分布的概念對(duì)物料在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間分布作定性的描述。,4.2.1 停留時(shí)間分布的定義,1)停留時(shí)間分布密度,定義:在穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)系統(tǒng)中,同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)器的N個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)中,其停留時(shí)間介于tt+dt質(zhì)點(diǎn)占總質(zhì)點(diǎn)的分率記作: 被稱為停留時(shí)間分布密度。 依此定義停留時(shí)間分布密度具有歸一化的性質(zhì):,2)停留時(shí)間分布函數(shù),定義:在穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)系統(tǒng)中,同時(shí)進(jìn)入反應(yīng)器的N個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)中,其停留時(shí)間小于t(或停留時(shí)間介于0-t之間)的質(zhì)點(diǎn)占總質(zhì)點(diǎn)的分率記作: 被稱為停留時(shí)間分布函數(shù)。,E(t)和F(t) 之間有何區(qū)別與聯(lián)系?,問(wèn)題,如果停留時(shí)間的單位為秒,那么F(180)=0.9的物理意義是什么?,問(wèn)題,E(

9、t)和F(t) 之間聯(lián)系,E(t),F(t),面積=?,1.0,E(t1),F(t1),斜率=?,t1,t,t1,t,面積=?,問(wèn)題,停留時(shí)間小于t1質(zhì)點(diǎn)的分率是多少?停留時(shí)間大于t1質(zhì)點(diǎn)的分率是多少?,4.2.2 停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)測(cè)定 存在問(wèn)題:在同一時(shí)刻離開(kāi)反應(yīng)器的物料中物料質(zhì)點(diǎn)的性質(zhì)相同,所以不能夠測(cè)到物料質(zhì)點(diǎn)的停留時(shí)間分布。 解決方法:要采用應(yīng)答技術(shù)才能測(cè)定物料質(zhì)點(diǎn)的停留時(shí)間分布。 1)應(yīng)答技術(shù) 用一定的方法在反應(yīng)器進(jìn)口處加入示蹤劑,然后在出口處檢測(cè)示蹤劑,以獲得示蹤劑在反應(yīng)器中停留時(shí)間分布規(guī)律的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。,示蹤劑的選擇:,(1)不與主流體發(fā)生反應(yīng); (2)示蹤劑濃度與要檢測(cè)的物理量

10、的關(guān)系應(yīng)有較寬的線性范圍; (3)用于多相系統(tǒng)的示蹤劑不發(fā)生從一相轉(zhuǎn)移到另一相的情況; (4)示蹤劑本身易于和主流體溶為(或混為)一體; (5)示蹤劑濃度很低時(shí)也能夠容易進(jìn)行檢測(cè); (6)示蹤劑應(yīng)具有或易于轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)或光信號(hào)的特點(diǎn)。,遇到問(wèn)題:示蹤劑如何選擇?如何加入?,2)脈沖示蹤法,(1)實(shí)驗(yàn)方法: A、調(diào)節(jié)主物料以穩(wěn)定的流率V通過(guò)反應(yīng)體積VR B、在某個(gè)瞬時(shí)(t=0),用極短的時(shí)間,向進(jìn)料中注入濃度為C0的示蹤物。 C、 注入同時(shí)在出口處測(cè)定示蹤物濃度C隨時(shí)間t的變化關(guān)系。,示蹤劑的加入方法一,(2)測(cè)定結(jié)果 對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程示蹤物進(jìn)行物料衡算,V/M為定值,測(cè)得的結(jié)果是E(t)。因此脈沖法

11、測(cè)得的停留時(shí)間分布代表了物料在反應(yīng)器中的停留時(shí)間分布密度。,實(shí)驗(yàn) 結(jié)果,3)階躍示蹤法,(1)實(shí)驗(yàn)方法: A、調(diào)節(jié)主物料以穩(wěn)定的流率V通過(guò)反應(yīng)體積VR B、在進(jìn)口處,從某瞬時(shí)(t=0)開(kāi)始,連續(xù)加入示蹤物。 C、注入同時(shí)在出口處測(cè)定示蹤物濃度C隨時(shí)間t的變化關(guān)系。,示蹤劑的加入方法二,(2)測(cè)定結(jié)果 對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程示蹤物進(jìn)行物料衡算,階躍法測(cè)得的停留時(shí)間分布代表了物料在反應(yīng)器中的停留時(shí)間分布函數(shù)。,實(shí)驗(yàn) 結(jié)果,4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,(5)說(shuō)明 A、t相等,稱為等時(shí)間距實(shí)驗(yàn); B、t不相等,稱為離散型實(shí)驗(yàn); C、E(t)是瞬時(shí)值,單位S-1。F(t)無(wú)單位,是時(shí)間的積累值,4.2.3 停留時(shí)間分布的數(shù)字

12、特征 數(shù)字特征的概念:隨機(jī)變量是按一定的分布規(guī)律來(lái)取值,有時(shí)并不需要了解這個(gè)規(guī)律的全貌,而只需要知道它的某個(gè)側(cè)面,這時(shí)、往往可以用一個(gè)或幾個(gè)數(shù)字來(lái)描述這個(gè)側(cè)面,這種數(shù)字按分布而定,它部分的代表分布的性態(tài),稱這種數(shù)字為隨機(jī)變量的數(shù)字特征。 存在的問(wèn)題:采用應(yīng)答技術(shù)可以獲得停留時(shí)間分布的實(shí)驗(yàn)曲線。這種曲線由物料的流動(dòng)狀況決定,有很大的隨機(jī)性,很難用函數(shù)的形式加以比較。 解決方法:采用數(shù)字特征來(lái)表征這些實(shí)驗(yàn)曲線,并加以比較。其中,最重要的數(shù)字特征為“數(shù)學(xué)期望”和“方差”。,1組:100 70 60 50 20 2組: 62 61 60 59 58,平均成績(jī)?區(qū)別?,()物料平均停留時(shí)間tm:是整個(gè)物

13、料在設(shè)備內(nèi)的平均停留時(shí)間。 設(shè)進(jìn)入反應(yīng)器的物料流量為V,則在反應(yīng)器中任取一微元體積dVR,對(duì)于任何流型,均有,積分,該式是tm的普遍式。 當(dāng)為等容過(guò)程,V=V0, 則上式變?yōu)?(1)數(shù)學(xué)期望,:是物料停留時(shí)間t的平均值。,1)數(shù)學(xué)期望,對(duì)于等容過(guò)程,通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定,,就可求出,或,對(duì)于離散型測(cè)定值,2)方差 (1)定義:方差也稱離散度,是用來(lái)度量隨機(jī)變量與其均值的偏離程度,是E(t)對(duì)數(shù)學(xué)期望的二階矩,其定義為:,可見(jiàn)方差是物料質(zhì)點(diǎn)停留時(shí)間t和,的偏離程度。,度量隨機(jī)變量分散程度的方法有兩種: A、離差:隨機(jī)變量與平均值的差值的平均值。 B、方差:隨機(jī)變量與平均值的差值的平方的平均值。 取平方的

14、目的是避免正負(fù)偏差相互抵消,因?yàn)椴徽撌钦钸€是負(fù)偏差同樣都認(rèn)為是分散程度大。,1組:80 70 60 50 40 2組:62 61 60 59 58,離差?方差?,(1)平均對(duì)比停留時(shí)間,(2),(3),3)對(duì)比時(shí)間 為了方便起見(jiàn),常用對(duì)比時(shí)間作為變量。 對(duì)比時(shí)間的定義為,(4)用表示的方差:,平推流:,全混流:,實(shí)際流型:,思考題,4.2.4 理想流型的停留時(shí)間分布,1)平推流 物料質(zhì)點(diǎn)的停留時(shí)間相同,當(dāng)為等容過(guò)程時(shí) ,物料質(zhì)點(diǎn)的停留時(shí)間等于整個(gè)物料的平均停留時(shí)間:t = tm 。,問(wèn)題,理想流型的停留時(shí)間分布如何得出?,解決方法,邏輯推理、計(jì)算得出,不用實(shí)驗(yàn),分析,(1)平推流的停留時(shí)間

15、分布函數(shù):,實(shí)驗(yàn)方法?,分 析,結(jié)果,(2)平推流的停留時(shí)間分布密度:,實(shí)驗(yàn)方法?,為什么?,分 析,結(jié)果,(3)平推流的停留時(shí)間分布函數(shù)和分布密度的特點(diǎn):,A、圖形特點(diǎn):注入曲線和應(yīng)答曲線的形狀完全相同,但應(yīng)答曲線滯后tm時(shí)間。,2)全混流 (1)全混流的停留時(shí)間分布函數(shù):,實(shí)驗(yàn)方法?,分 析,曲線方程?,(2)全混流的停留時(shí)間分布密度:,實(shí)驗(yàn)方法?,分 析,曲線方程?,(3)全混流反應(yīng)器中F(t)與E(t)的計(jì)算,進(jìn)入量:VC0dt,離開(kāi)量:VCdt,積累量:VRdC,分析,A、 F(t):物料衡算 范圍:反應(yīng)器 對(duì)象:示蹤物 基準(zhǔn):dt 物料衡算方程:進(jìn)入量-離開(kāi)量=積累量,方法,B、

16、E(t),分析,如何求?,方法,(4)全混流的停留時(shí)間分布函數(shù)和分布密度的特點(diǎn):,.3.1 數(shù)學(xué)模型方法 數(shù)學(xué)模型方法是化學(xué)反應(yīng)工程的基本研究方法,由四部份組成:,4.3 非理想流動(dòng)模型,1) 簡(jiǎn)化模型:將真實(shí)過(guò)程加以抽象簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)化模型。例如, 平推流,全混流,均勻表面吸附理論,雙膜論、縮芯模型。,數(shù)學(xué)模擬的基本要求,)簡(jiǎn)化模型的等效性:某一真實(shí)過(guò)程可以用多個(gè)簡(jiǎn)化模型來(lái)描述,但簡(jiǎn)化模型必須等效于真實(shí)過(guò)程,不能失真。,3)數(shù)學(xué)處理方法力求簡(jiǎn)單:便于應(yīng)用。例如雙膜論所采用的方法比滲透論的數(shù)學(xué)方法簡(jiǎn)單,所以直到現(xiàn)在,人們?nèi)匀徊捎秒p膜論來(lái)研究氣液反應(yīng)。,4)模型參數(shù)要少:模型參數(shù)是簡(jiǎn)化模型偏離真實(shí)過(guò)程

17、的歸并結(jié)果,都要通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定,所以模型參數(shù)越少越好,而且要便于測(cè)定。,.3.2軸向混合模型,1)模型要點(diǎn) ()垂直于流動(dòng)方向的每一個(gè)截面上,物料濃度均勻; ()沿流動(dòng)方向,具有相同的流體速度和擴(kuò)散系數(shù); ()物料濃度沿流動(dòng)方向連續(xù)變化; ()模型參數(shù)z。 軸向混合模型適用于管式反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器等。,2)模型方程 條件:設(shè)為等容,穩(wěn)定過(guò)程,反應(yīng)器管長(zhǎng)為,直徑為DR, 體積為VR; 衡算范圍:在離進(jìn)口 l處取 dl 微元管段 衡算對(duì)象:示蹤物B 衡算基準(zhǔn):?jiǎn)挝粫r(shí)間 物料平衡: B進(jìn)入量B離開(kāi)量B積累量,進(jìn)入量,離開(kāi)量,積累量,將方程無(wú)因次化,得到,式中,稱為eclet準(zhǔn)數(shù),Ez是軸向混合,彌散系

18、數(shù)(軸向擴(kuò)散系數(shù)),為模型參數(shù)。,方程的邊界條件較為復(fù)雜,和反應(yīng)器進(jìn)出口處物料流動(dòng)狀況以及示蹤劑加入方法有關(guān),只有個(gè)別情況下方程才有解析解。,3)模型方程的解 采用階躍法輸入示蹤劑:,方程的解為,式中erf為誤差函數(shù),其定義為,以Pe為參數(shù),F(xiàn)()和,E()和的關(guān)系如圖所示。,圖中Pe表示沒(méi)有軸向擴(kuò)散,即為平推流;當(dāng)Pe時(shí),表示軸向擴(kuò)散達(dá)到極限,即為全混流。,分析,4)數(shù)學(xué)期望和方差,對(duì)于實(shí)際反應(yīng)器,求取模型參數(shù)的方法如下。 ()實(shí)驗(yàn)測(cè)定F(t)或 E(t); ()計(jì)算,()計(jì)算,()計(jì)算,.3.3 多級(jí)串聯(lián)全混流模型 1) 定義 多級(jí)串聯(lián)全混流模型是用m個(gè)等體積串聯(lián)的全混流模型來(lái)模擬實(shí)際反應(yīng)

19、器中的流動(dòng)狀況。 (1)模型要點(diǎn),(2)模型參數(shù)m 確定模型參數(shù)m,即可對(duì)實(shí)際反應(yīng)器按多級(jí)串聯(lián)全混流反應(yīng)器進(jìn)行計(jì)算。,2) 物料衡算 模型方程的建立 階躍注入法 對(duì)第i個(gè)反應(yīng)器進(jìn)行示蹤物的物料衡算 B進(jìn)入量B離開(kāi)量B積累量,對(duì)上式積分得:,3) 方差 與m的關(guān)系,以m為參數(shù),作F()、E()圖 當(dāng)m1時(shí),為全混流;當(dāng)m時(shí),為平推流。,對(duì)于實(shí)際反應(yīng)器,求取m的方法如下。 (1)實(shí)驗(yàn)測(cè)定實(shí)際反應(yīng)器的F(t)或 E(t); ()計(jì)算,模型參數(shù)m求取,()計(jì)算,()計(jì)算m,求出m后,即可按m級(jí)串聯(lián)全混流模型對(duì)實(shí)際反應(yīng)器進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。,(1)理想管式反應(yīng)器(如移動(dòng)床)中進(jìn)行固相加工反應(yīng)時(shí),由于每個(gè)固體顆

20、粒在反應(yīng)器中的停留時(shí)間是相等的,因此反應(yīng)的總結(jié)果(平均濃度和平均轉(zhuǎn)化率)就等于每個(gè)顆粒的反應(yīng)結(jié)果,且完全由化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性決定。 (2) 連續(xù)釜式反應(yīng)器中進(jìn)行固相加工反應(yīng)時(shí),由于返混,使得進(jìn)人反應(yīng)器的固體顆粒在反應(yīng)器中停留時(shí)間不均勻,形成一定的分布。這樣每個(gè)顆粒的反應(yīng)結(jié)果各不相同,反應(yīng)總結(jié)果當(dāng)然受停留時(shí)間分布的影響。,在一個(gè)連續(xù)過(guò)程中,某個(gè)變量的不均勻性是工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象。除了上述的停留時(shí)間具有不均勻性,即有一定的分布外,還有速度分布、溫度分布和濃度分布等,作為工程人員應(yīng)能正確判斷這種變量的不均勻性在什么情況下是有利的,在什么條件下是不利的,這樣便能采取適當(dāng)措施去發(fā)展或力圖消除這種不

21、均勻性。,4.4.1 停留時(shí)間分布對(duì)固相加工反應(yīng)結(jié)果的影響,4.4 混合程度對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響,1) 滴際混合和微團(tuán)間混合狀態(tài)只有在返混存在的情況下,才會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果產(chǎn)生影響;,2)對(duì)于一級(jí)反應(yīng)而言,滴際混合的程度對(duì)反應(yīng)速率毫無(wú)影響;級(jí)數(shù)大于一級(jí),滴際混合對(duì)反應(yīng)速率不利;反之,級(jí)數(shù)小于一級(jí)則有利;而且級(jí)數(shù)偏離一級(jí)愈遠(yuǎn),其影響愈大。,3)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率愈高,它的影響程度也愈大。,4.4.2 微觀混合及對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響,物料的流動(dòng)狀況介于平推流和全混流之間,為非理想流動(dòng)。實(shí)際反應(yīng)器的計(jì)算過(guò)程如下。,4.5 非理想流動(dòng)反應(yīng)器的計(jì)算,4.5.1 軸向混合反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率,解得:,以Pe準(zhǔn)數(shù)為參變數(shù),( 1XA )ktm關(guān)系標(biāo)繪如圖(415)。,對(duì)于二級(jí)反應(yīng),則方程沒(méi)有解析解,需用數(shù)值解。(1XA)kCA0tm 關(guān)系如圖(416)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定Pe后,利用該圖可以查到反應(yīng)結(jié)果。,4.5.2 多級(jí)串聯(lián)全混流模型反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率 設(shè)穩(wěn)定等容過(guò)程,一級(jí)不可逆反應(yīng),通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定確定停留時(shí)間分布數(shù)據(jù),確定,,則,(1)對(duì)正

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