文档介绍：反应工程课件第四本章要解决的问题(1)阐明流动系统的停留时间分布的定量描述及其实验测定方法;(2)建立非理想流动模型;(3)在所建立模型的基础上,说明该类反应器的性能和设计计算;(4)介绍有关流动反应器内流体混合问题,阐明几个基本概念。 :绝大部分化学反应是不同物质分子之间的一种化学作用,反应进行的必要前提是参与反应的物质首先要相互接触,因而化学反应的进行都要把反应物料达到充分混合。混合的手段:搅拌。1)按混合对象的年龄分类可以把混合分成两种:(1)同龄混合:相同年龄物料之间的混合。(2)返混:不同年龄物料之间的混合。A、造成返混的原因:循环流动,搅拌,湍流,分子扩散,催化剂、填料阻挡等。B、、返混的结果(CA降低,CL增大)a、对正级数反应:返混有害,使反应速率下降。b、对负级数反应:返混有利,使反应速率上升。c、对自催化反应:返混使产物浓度增加,反应速率上升,返混有利。d、对平行反应:AL(主反应)M(副反应)12若a1>a2,返混使反应物浓度降低,主反应选择率下降。若a1=a2,返混对选择率无影响若a1<a2,返混使反应物浓度降低,主反应选择率上升。d、对连串反应:问题:充分搅拌的间歇反应器是什么混合?为什么?2)按混合发生的尺度大小分类宏观混合:设备尺度上的混合微观混合:物料微团尺度上的混合(1)微团之间达到完全混合,呈分子均匀程度;(2)微团之间完全不相混合,例如固相加工反应;(3)微团之间介于均匀混合和不相混合之间,例如液-液相反应。宏观混合和微观混合的取样尺度是不同的,不能相提并论。对于平推流反应器和全混流反应器,如果微团间的混合达到完全混合,即呈分子均匀状态,则可以按第三章中有关公式计算。微观混合是指微团尺度上的混合,取样尺度是微团。微团是指固体颗粒,液滴、气泡或分子团等尺度的物料聚集体。每个微团是均匀的,微团之间的混合状态可以分为三种。)以反应器为对象的考察方法在釜式反应器中进行的均相反应过程,因有强烈的搅作用使反应器内物料的温度和浓度各处均匀,整个反应器作为考察对象,进行物料衡算,热量衡算。当物料微观混合为完全混合时,物料呈分子状均匀分散物料不存在微团。对搅拌反应器,物料以反应器为边界,对于管式反应器,物料以dVR为边界,所研究的基准分别为反应器容积VR和反应器微元容积dVR。目前可以进行定量研究。在连续搅拌反应釜或管式反应器中进行反应,如果反应物料的微观混合程度不同,则考察方法即研究方法就不同。微观混合有两种极限状态,完全混合和完全不混合,它们的研究方法完全不同。2)以物料为对象的考察方法在连续反应器中进行固相加工反应过程时,物料各微团的温度和浓度不相同,就应采用以反应物料为对象的考察方法,跟踪物料的方法变的可能而且更为合理,此时唯一需要知道的是物料在反应器中的停留时间分布情况以及动力学性质。当物料微观混合为完全不混合时,物料呈微团独立运动,物料的边界为微团的边界,所以以微团为研究基准。结合物料的停留时间分布函数和动力学方程可以有定量结果。如果微观混合介于中间状态,则几个微团可以组成微元。此时,研究基准为微元,目前只有定性的认识,没有定量结果。