Анализ зависимости изменения степени использования катализатора от температуры, радиуса зерна катализатора и эффективного коэффициента диффузии для реакции окисления сероводорода, страница 3

8. Определить температуру капли воды в зависимости от температуры сухого воздуха 60-120°С при атмосферном давлении с учетом и без учета Стефановского потока.

9. Определить температуру катализатора (автотермический режим) при окислении водорода кислородом в атмосфере азота. Концентрация кислорода 0.1%, водорода 0-0.4%. Для расчета теплофизических свойств газовой смеси использовать теплофизические свойства азота. Считать, что процесс окисления происходит во внешнедиффузионной области.

10. Определить температуру катализатора (автотермический режим) при окислении водорода кислородом в атмосфере азота. Концентрация кислорода 0.1%, водорода 1-4%. Для расчета теплофизических свойств газовой смеси использовать теплофизические свойства азота. Считать, что процесс окисления происходит во внешнедиффузионной области.

11. Найти значение изотермической температуры газожидкостной смеси при разложении перекиси водорода: H₂O₂=H₂O+1/2O₂. Предполагать равновесие между парогазом и жидкостью, общее давление 2 атм, без потерь тепла. Исходное состояние 100% H₂O₂ (жидкость).

12. При проведении экспериментов по адсорбции в суспензии в следующих условиях: загрузка катализатора w=2.0*10^-3 г/ см³, размер частиц R=4*10^-3см, e_p=0.6, и r_p=1.2 г/см³ были получены следующие данные:

Определить на основании этих данных параметры K_A, D_e, k_s.

Задачи. часть 2.

13. Построить зависимость эффективности реактора h_R от безразмерного коэффициента массообмена a_gl (диапазон 1-100) при постоянной концентрации лимитирующего компонента в газовой фазе (рис.3.2), при b_ls/a_gl=1, 0.5, 0.1, входной концентрации a_l0= 0 и 1, a_r=10 для модели идеального вытеснения и модели идеального смешения.

14. Построить зависимость концентрации жидкого компонента b_lf от безразмерного коэффициента массообмена b_ls  (диапазон 0-10) при постоянной концентрации компонента в газовой фазе и лимитирующем компоненте в жидкой фазе и Pe = 0, 2, 10, 100 (рис.3.4).

15. Оценить влияние параметра g на производительность реактора h_R в зависимости от безразмерного коэффициента массообмена a_gl (диапазон 1-100) при переменной концентрации лимитирующего компонента в газовой фазе для режима идеального вытеснения (рис.3.5) при b_ls/a_gl=1 и 0.5, g=0.1, 1.0 , 10, a_l0= 0, a_r=10.

16. Построить и сравнить зависимости эффективности реактора h_R от безразмерного коэффициента массообмена a_gl (диапазон 1-100) при переменной концентрации лимитирующего компонента в газовой фазе для режима идеального вытеснения: прямотока и противотока (рис.3.6) при b_ls/a_r=1 и 0.1, g=0.1, 1.0, 10, a_l0= 0, a_r=10.

17. Построить зависимость концентрации газа на выходе a_gf от a_gl  (диапазон 1-100) при g=0.1, b_ls=5 и a_l0= 0 для идеального смешения обеих фаз (рис.3.7).

18. Построить зависимость концентрации газа на выходе a_gf от a_gl  (диапазон 1-100) при g=0.1, b_ls=5 и a_l0= 0 для идеального смешения жидкости и идеального вытеснения по газу (рис.3.7).

19. Построить зависимость концентрации газа на выходе a_gf от a_gl  (диапазон 1-100) при g=0.1, b_ls=5 и a_l0= 0 для идеального вытеснения обеих фаз (условия прямотока) (рис.3.7).

20. Построить зависимость концентрации газа на выходе a_gf от a_gl  (диапазон 1-100) при g=0.1, b_ls=5 и a_l0= 0 для идеального вытеснения обеих фаз (условия противотока) (рис.3.7).

21. Получить аналитическое решение для концентраций в жидкой и газовой фазах в условиях идеального вытеснения обеих фаз (условия прямотока).

22. Получить аналитическое решение для концентраций в жидкой и газовой фазах в условиях идеальное вытеснения обеих фаз (условия противотока).

23. Получить аналитическое решение для концентраций в жидкой и газовой фазах в условиях идеального вытеснения по газу и идеальному смешению по жидкости в условиях прямотока.

24. Получить аналитическое решение для концентраций в жидкой и газовой фазах в условиях идеального вытеснения по газу и идеальному смешению по жидкости в условиях противотока.

Задачи. часть 3.

25. Рассчитать начальную массу исходного вещества в смеси с воздухом (состав воздуха: кислород + азот) в «бомбе» объемом 1 л необходимую для достижения заданного давления после сжигания (по стехиометрии). Начальная температура 298,15°С. При сжигании происходит полное окисление исходного вещества. Принимаем, что все вещества находятся в газовом состоянии. Рассмотреть адиабатический случай.

26. Определить остаточную концентрацию смеси при ее сжигании по условию задачи 25 в изотермическом случае при стандартных условиях Т = 298,15°С и Р = 1 атм.