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1、a,1,1,授课人:陈 晓,CCEpE, SWUN,第二章 反应器内流体流动与混合 习题解析,a,2,习题3.1 间歇反应器中,用硫酸作催化剂,进行己二酸(A)与己二醇缩聚反应,反应速率式为r=kcA2, cA为己二酸浓度,反应在70下进行,速率常数k=1.97ml/(mol min),己二酸初始浓度为0.004 mol/ml,若每天处理己二酸2400kg,辅助时间1h,求转化率为80%时所需反应器大小,解:达到要求转化率所需反应时间为,代入xA=0.8 求得tr=507.6min,a,3,物料流率: 所需反应器体积,a,4,习题3.5 已知条件同习题3.1 ,进行己二酸和己二醇的缩聚反应,达
2、到相同转化率,求: (1)用平推流反应器的体积 (2)用单个全混流反应器的体积 (3)分析反应器体积不同的原因,解:(1)平推流反应器,a,5,2)全混流反应器,3)分析 反应器体积:全混流间歇反应器平推流 由于返混严重,当n0时,全混流体积远远大于另外两个。 间歇反应器与平推流反应器无返混,但间歇反应器需要辅助时间,故体积略大于平推流,a,6,习题3.2 等温操作的间歇反应器中进行一级液相反应,13min后反应物转化率达到70%.如果分别在平推流和全混流反应器中进行此反应,达到相同转化率,所需空时多少,解: 一级反应,间歇过程: ln(1/(1-x)=kt 得: k=0.0926 平推流与间
3、歇釜相同,为13min 全混流: t=x/k(1-x)=25.19(min,a,7,习题2.4:在555K及3kg/cm2的平推流反应器中,进行 的反应,进料中A的摩尔分率为30%,其余为惰性物料,反应物A的加料速率为6.3 mol/s,反应速率为rA=0.27cA mol/(m3s),反应转化率为90%,试求: (1)空速大小。 (2)反应器体积,a,8,1)由一级反应的平推流设计方程可知,反应器体积,空速为,Vsp=1/t=0.117,2)进料物流,解,a,9,习题1.2:示踪剂脉冲注入一反应器,测得反应器出口液体中的示踪剂的质量浓度c(t)随时间t的变化关系如下: 试用复化Simpson公式求其停留时间分布规律,即E(t), 平均停留时间及方差2,
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