反应程随书光盘II.ppt

文档介绍：反应程随书光盘II
反应器的类型与不同反应器的差别
实验室反应器
试管、烧瓶、小型反应管、小型反应罐
工业反应器
槽式反应器、管式反应器、填充床反应器、流化床反应器、浆状床反应器、移动床反应器…
均相反应器：气相、液相
非均相反 70 80
p%: 1 5 10 25 35 18 6
人员收入与年龄的关系：Income=500+40(A-20)
总收入：IN(A)＝12*Income(A-20)dA
人均终生收入：
MIN＝p(A)IN(A)
总转化率计算
列管反应器停留时间统计：
： 3 5 7 9 11 13 15
p%： 2 13 25 31 17 8 4
一级反应：
rA = kcA
各管出口转化率：
x = 1- exp(-k)
出口转化率：
X = pixi
停留时间分布
概率
投入的概率为60%
两次连续投入的概率为：
两次都投不进的概率：
两次投进一次的概率：
投10次，投入 i 次的概率为：
0
1
2



停留时间分布
何为分布：概率函数
每个微元在反应器中的停留时间是不同的
如果在反应器中停留时间t~t+dt之间的微元占所有微元总数的分率为 E(t)
E(t)随停留时间t的变化函数便称为停留时间分布的密度函数
t = 0
t = t
停留时间分布
数学定义：
停留时间在[a,b]之间的微元所占的分率＝abE(t)dt
E(t)称为停留时间分布密度函数，即微元停留时间为t的概率
停留时间分布函数F(t)为：F(t)=0tE(t)dt
停留时间分布函数F(t)是指停留时间小于 t 的概率
停留时间分布
停留时间分布函数的特征：
停留时间分布函数的性质：
F(0)=0, F() = 1
F(t) =  0 t E(t)dt
E(t) = dF(t)/dt
E(t)
t
F(t)
停留时间分布的测定
脉冲法
在时间t=0时刻加入示踪物量N0
从t=0开始测定示踪物的浓度随时间变化曲线c(t)
衡算：
示踪物中停留时间为t~t+dt之间部分的分率为：N0E(t)dt
从出口测到示踪物停留时间在t~t+dt之间的示踪物量为：
vc(t)dt
E(t) = vc(t)/N0
阶跃法
在时刻t=0开始连续加入浓度恒定的示踪物c0
衡算：
时刻～+d之间加入反应器的示踪物量为: vc0d
t~t+dt之间出反应器的时刻～+d之间加入反应器的示踪物量为：vc0E(t- )ddt
t~t+dt之间出反应器的时刻0～t之间加入反应器的示踪物量为：vc0dt0tE(t- )d
测定得到的示踪物量为：vc(t)dt
F(t) = 0tE(t-  )d =c(t)/c0
转化率与停留时间
皮带上的间歇反应器:
长度: L; 速度: v; 反应器体积: V;
反应时间: t = L/v
反应速率: r = kcA
出口浓度: cA = cA0 exp(-kt)
流量: Q = 10V/t
转化率: x = 1- exp( -kt)
两条皮带:
速率: v1=(4/3)v, v2=(2/3)v
反应时间: t1=(3/4)t, t2=(3/2)t
流速: Q1 =(2/3)Q, Q2 = (1/3)Q
转化率: x` = (2/3)(1-exp(-kt1)) + (1/3)(1-exp(-kt2))
=1-(2/3) exp(-kt1)-(1/3) exp(-kt1)
exp(-kt)<(2/3) exp(-kt1)+(1/3) exp(-kt1)
x` = < x= when kt =1
层流流动反应器
理想置换反应器转化率:
cA =cA0 [1- exp(-kt)]
大管层流反应器中速率分布为抛物线型:
v = vmax [1-(r/R)2]
t = L/vm = V/Q
取一壳层 dr:
dq = 2prvdr and t = L/v
cA = cA0 exp( -kt)
QCA =  cA dq
停留时间分布:
p(t) = dq/Qdt = t2/2t3 t > t /2
p(t) = 0 0 < t < t /2
作业3-19
时间 ，间隔d流入的示踪物量：
dq = vcin()d 
时间t，观察到dq部分的示踪物的停留时间t- 
时间t，观察到dq部分的示踪物量：
dqE(t- )dt
时间t，观察到dq部分的示踪物从出口流出的量：
vc*out(t)dt
Cout(t)