Химическая технология как наука. Создание целесообразных способов производства необходимых человеку продуктов, страница 13

кривые отклика для реакторов разного типа:РИС-П,РИВ, РИС-Н.

- безразмерное время,      

В РИС-Н:

2) Импульсный метод:

В жидкость, поступающую в реактор по всему сечению реактора, вводят небольшой объем индикатора мгновенно (импульсно), измеряют концентрацию и строят кривую отклика, называемой С-образной кривой.

кривые отклика для реакторов разного типа: РИС-П,РИВ, РИС-Н.

 

В РИС-Н:

Связь между F и C:

                        

Сравнение кривых отклика позволяет уточнить мат.модель реактора  повысить точность расчета.

31. ОБЩИЙ ВИД ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

 - общий вид теплового баланса.

В химико-технологическом процессе может быть несколько видов теплоты:

- тепло, вносимое сырьем;           

- теплота “накопления”;

- теплота реакции;                            

- тепло реакционной массы;

- тепло теплообменника;

 - тепловой баланс.

 - тепловой баланс.

 

математическое выражение теплового баланса, составленный на 1-цу времени, элементарного объема и экзотермической реакции, где:

 - плотность реакционной смеси.

- удельная теплоемкость реакционной смеси.

- температура реакционной смеси.

- условное время пребывания.

- линейная скорость потока.

- пространственная координата.

- скорость химической реакции.

- тепловой эффект реакции.

- удельная поверхность теплообмена.

- коэффициент теплопередачи.

- скорость накопления тепла в элементарном объеме реактора.

- скорость конвективного переноса тепла в элементарном объеме реактора.

- скорость подвода тепла в элементарном объеме реактора, засчет химической реакции.

- скорость отвода тепла засчет теплообмена с внешней средой.

31. РИС-П - ТЕПЛОВЫЕ УРАВНЕНИЯ

Нам известно 3 тепловых режима: политропический, изотермический, адиабатический. Рассмотрим уравнения теплового баланса для каждого из этих режимов.

политропический режим:

При этом режиме и есть отвод тепла.

   (1)

 - характеристическое уравнение для РИС-П (при определ.условиях)  (2)

объединяя уравнения (1) и (2)

           (3)

поделим уравнение (3) на

        (4)

поделим часть уравнения (4) на :

и используя соотношения

 

-уравнение теплового баланса для РИС-П в политропическом режиме, где

F - полная поверхность; - теплоемкость, отнесенная к 1-це массы исходного вещества.

адиабатический режим:

При адиабатическом режиме отсутствует теплообмен с внешней средой.

   (1)           проинтегрируем уравнение (1)

                                              

изотермический режим:

Данный режим в РИС-П не используется.

32. РИВ - ТЕПЛОВЫЕ УРАВНЕНИЯ

=           (1)

поделим уравнение (1) на

             (2)

умножим последнюю часть урав (2) на  и введем обозначения

где F’ - поверхность теплообмена, отнесенная к единице длины реактора; - мольный расход.

адиабатический режим:

При адиабатическом режиме отсутствует теплообмен с внешней средой.

   (1)

проинтегрируем уравнение (1)

     изотермический режим:

33. РИС-Н - ТЕПЛОВЫЕ УРАВНЕНИЯ

политропический режим:

При этом режиме .

              (1)

              (2)

                            (3)

Объединяя уравнения (1), (2), (3)

+              (4)

поделим уравнение (4) на

адиабатический режим:

При адиабатическом режиме отсутствует теплообмен с внешней средой.

   (1)

проинтегрируем уравнение (1)

изотермический режим:

34. НАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ РАБОТЫ РИС-Н В АДИАБАТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ

Решить уравнение теплового баланса - значит найти такие параметры, при которых будет соблюдаться равенство между приходом тепла и его расходом, причем должны соблюдаться условия:

- высокая α.

- устойчивая работа реактора.

Устойчивость - это состояние, в котором находится система до и после возмущения.

…Проанализируем РИС-Н в адиабатическом режиме при проведении реакции  .

В адиабатическом режиме  

- общий вид теплового баланса для РИС-Н-АР.    (1)