管式反应器-相关计算

1、第六章管式反应器、反应器中6.1物质的流动、6.2等温管式反应器的计算、6.4管式反应器和连续水壶反应器的比较、6.3变温管式反应器、6.5管式反应器、6.6管式反应器的最佳温度序列、2、6.1.1管式反应器的特性简单结构、方便加工、方便加工典型样式包括：水平、垂直、线圈、U形管等；3；图6-1水平管反应器；4；图6-2多个茄子垂直管反应器；5；图6-3线圈反应器；图6-4U管反应器图表；6；6管道内流体流动状态通常概括为层流、过流和湍流。湍流中，可以将管道内流动主体的每个点处的流体流速视为几乎相同。在此基础上，对管反应器内流体的流动模型进行了合理的假设。理想变位假说的内容假定径向流速分布均匀

2、。也就是说，所有粒子以相同的速度从入口流向出口。与活塞运动一样，与理想位移相对应的流动模式也称为活塞流。轴向相同截面的浓度、温度分布均匀，可以总结为等截面质点流速，通过反应器所需的时间相同，径向混合均匀。轴方向的各个部分的浓度不同，温度也可能不同，这是化学反应结果，不是反向混合结果，而是湍流操作(Re104)时以上的假设与实际情况基本一致。因此，管状反应器设计计算、6.2等温管式反应器计算、6.2.1反应体积、管式反应器内反应成分浓度、转化率取决于物料流的轴，因此，微元体积dVR牙齿主要成分A的物料平衡、输入量：输出量：等温时转化率xA可表示的函数、变量分离后积分以及如果a的浓度为CA，a的摩

3、尔流量为nA，则牙齿CA=nA/fv0=(na0(1-xa)/fv0=ca0(1-xa)，因此也称为ra停留时间，在运行条件下进入反应器的物料通过反应体积所需的物料正如VR=d2L/4所示，D，L可以进行多种分析，但Re104必须满足湍流操作。通常，需要以下算法：(1)首先规定流体的Re(104)，然后相应地确定管道直径D，最后计算管道长度L。其中(2)可以先规定流体流量U，相应地确定管道直径D，然后计算管道长度L，检查Re是否为104，根据热量平衡计算的传热面积A确定管道直径D和管道长度L，并检查Re是否为104。例如，6.1化学反应A 2BC D在管反应器中实现rA=1.9810-2CAC

4、Bkmol/(m3min)。a、B的供应流分别称为0.08m3/h和0.48M3/H。混合后，A，B的初始浓度分别为1.2kmol/m3和15.5 kmol/m3；是。密度分别为1350.0千克/m3和881.0千克/m3；是。混合物的粘度为1.510-2Pas。必须以a的转化率为0.98求出反应体积，并选择246，359，4310岁的茄子管之一。解决方案：反应物的体积流FV0=FVA FVB=0.56m3密度=(FVA FVB b)/(FVA FVB)=948.0KG/M3反应器随机位置，CA=CA0 (1-XA已知.但是在管状反应器中进行的气象反应，这种近似和实际情况的出入往往很大。管状反

5、应器在恒压下工作，因为化学反应，反应体系摩尔数的变化必然引起反应体积的变化。因此，这种情况不能作为常数处理。例如，以下气象反应、设置停留时间、反应物A的转化率为xA，因此AA bB sS rR=0点nA0 nB0 0 0=小时nA0(1-xA)nB0-bna0xa/A SNA0xa/A RNA0xa 定义=0时，反应物A在气象中的摩尔分数为yA0，设置=城市A的转换率为xA，其反应混合物的体积为FV，此时，A组的浓度为CA。 其速度方程在一定容量情况下恢复为A=0，速度方程恢复为rA=k(CA0(1-xA)n，在气相反应情况下，反应物的初始浓度给定为分压PA0(摩尔分数)时，理想气体状态方程，

6、PA0: A分量开始分压；Ya 0:组开始摩尔分数；R:气体常数；T:工作温度/K，因此，对于N级不可逆反应rA=kCAn，速度方程可以表示为：在这里，获得停留时间为转化率的关系后，反应体积为6.2，在理想置换管反应器中进行等温二次不可逆反应A BR，以了解气体物质的开始流动。要达到a的转化率0.90，必须求出停留时间和反应体积。解释：RA=KC ACB=KC ACB=KCA2，因此积累，6.3变温管反应器，问题的提出往往伴随热效应，一些反应的热效应比较大，工业上等温操作比较困难。一般来说，化学反应根据反应过程通过适当的分布，可以得到较好的反应效果。在温度变化工作中，反应器内的材料径向混合均匀

7、，但沿轴向(材料流动方向)的材料浓度、温度变化、速度常数又是温度的函数。因此，为了数学解释反应过程，需要材料平衡方程(速度方程)和热平衡方程。为了促进建模，反应温度和主要成分的转化率可以用反应器轴向位置的函数形式表示。也就是说，反应器内径为D，反应器入口的轴坐标为L的物料平衡方程，(1)物料平衡方程，(2)热平衡方程Q2表示单元时间内的壁传热。Q3表示单位时间内的化学反应生成列。栏累积为零。因此，在稳态运行中，热平衡方程包含反应的热效应Q3牙齿反应列QR和物理变化列QP，并设置物理变化列QP=0，因此各列计算如下：牙齿式的物理意义是材料通过微元卷时的显着热变化。Ni，CPi分别表示进入微源体积

8、的组件I的摩尔流和静压摩尔热容量。DT是料号通过微元件体积时温度的变化。壁传热，k为总传热系数；DA是微元素卷的传热区域。d是管道内径。t是反应物温度。Ts是传热介质温度。化学反应热，式中QR是以A组为基础的摩尔反应热。NA0是A组的起始摩尔流量，将上述具体方程代入热平衡方程，并结合物料平衡方程求解可使用的xATl之间的关系。特别是，假设壁间热Q2等于0时，即在绝热过程、反应器中，材料温度从T0变化到T，忽略反应中物界总没收的变化，使用常识左端即可。T0T之间对反应物的平均静压热容量。此外，如果FA0=F0yA0(yA0在反应开始时设置A组的摩尔分数)，温度从T0更改为T，组A的转换率从xA0

9、更改为xA，常识的右端可以累积如下：也就是说，绝热温升或温度下降，其物理意义在于反应物中的相应，或者说，牙齿式称为绝热方程，说明绝热反应中A组的转化率xA和反应温度T之间的关系。38，相型与间歇反应器，完全混合流反应器在绝热状态下导出的公式相同，因此绝热方程适用于各种反应器。以xA到温度T绘制会产生直线，如下图所示。善意的斜度为1/。在放热反应、0、直线坡度为90吸热反应、0、直线坡度为90等温反应、0、直线坡度为90、39的情况下，绝热方程式反映了在绝热条件下工作的三种茄子类型反应器的温度和转化率之间的关系，但本质上存在差异。扁平推反应器：反映隔热条件。间歇反应器：反映了绝热条件下徐璐不同反

10、应时间温度和转化率的关系。全混合反应器：反映了绝热条件下出口转化率与工作温度的关系。40，绝热反应器的解法是，解决方案：单水壶连续，42，2等体积父系连续，管式反应器，43，问题毽子：如上例所示，在一定化学反应、物料吞吐量、物料初始浓度和终点站转化率恒定的情况下，完成反应所需的反应时间，单父系连续，单父系连续，原因主要是腐蚀连续结果反应时间长度，44，不同形式的反应器主要在两个茄子方面进行比较。第一，产能，即单位时间，单位体积反应器能获得的产物数量。也就是说，生产能力的比较是获得同等产物量时所需反应器体积大小的比较。第二，反应的选择性，即主、副反应产物的比例。对于简单的反应，没有选择性问题，只

11、要比较产能就行了。对于复杂反应，不仅要考虑反应器的大小，还要考虑反应的选择性。副产品的数量影响原料的消费、分离过程的选择和分离设备的大小等。因此，反应的选择性往往是复杂反应的主要矛盾。45，在相同化学反应实施、反应条件、物料吞吐量、物料初始浓度和末端转化率相同的情况下，将理想位移反应器的反应体积VRP(或停留时间P)与反向混合反应器的反应体积VRC(或停留时间RC)的比率定义为体积效率。e与E1，E1反向混合的程度不同，反应器的容积效率不同。可以将容积效率理解为测量单位反应体积的反应器生产能力的大小指标。6.4.1生产能力的比较，46，(1)单水壶连续反应器的容积效率，随着理想置换反应器内反应

12、物浓度的反应，逐渐降低，反应率也逐渐降低，理想混合反应器内进料的反应物立即被水壶内的产物稀释到出口的低浓度，整体反应总是低浓度，低速度，47，因此两个反应器内相同的化学反应，反应率也逐渐降低整体反应在低推力下进行，因此完成相同化学反应所需的反应时间牙齿更长，反应体积更大，容积效率更低，48，牙齿结论也可以得出。左斜线部分面积是理想混合反应器的反应时间。右斜线部分面积为理想交换反应器的反应时间，49，徐璐不同反应供水下的容积效率，理想置换和理想混合反应器内反应物的浓度分布不同，徐璐不同供水的反应对浓度分布的敏感度不同，讨论反应供水对容积效率的影响对反应器的设计、分析具有重要的实际意义。0级反应：0级反应的反应率不受反应物浓度的影响，因此0级反应的容积效率为1，1级不可逆反应：理想置换反应器的反应时间：50，2级不可逆反应：因此理想混合反应器的反应时间：理想置换反应器的反应时间：理想混合反应器的反应时间：51转化率高时，容积效率接近于0。因为反应级数越高，反应率对浓度越敏感。转化率低时，理想混合反应器的反应物浓度与理想理想置换比较接近。但是低转化率操作本身就有优缺点。52，(2)多部连续反应器的容积效率，多部连续运行时在化学