理想管式反应器

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,1,本章设置目的：,以理想管式反应器为研究对象，讨论简单反应在,PFR,中的设计计算，介绍一些反应工程中特有的基本概念。,主要内容：,1,）,PFR,特点及设计计算方法；,2,）空时、空速等基本概念；,3,）变容过程的计算。,本章地位：基础、重点篇章。研究内容也是非理想流动管式反应器的设计计算的基础。,2,理想流动,层流流动,湍流流动,管式反应器中的流动,4.1,理想管式反应器,3,理想管式反应器的特点,反应器各个截面上的反应参数不随时间变化；,反应参数随位置变化；,径向不存在浓度、温度变化。,反应结果唯一地由化学反应动力学所确定,4,5,6,固定床反应器,满足平推流的基本假定,7,8,空速,空时的倒数，用,SV,表示,单位：,时间,-1,意义：单位时间、单位反应器体积所能处理进口物料的体积。,9,停留时间,反应物料从进入反应器时算起到离开反应器为止所经历的时间,BR,：物料停留时间相同，反应时间相同,PFR,：物料停留时间相同,其他反应器：物料停留时间不同,平均停留时间,10,空时与停留时间,恒容过程：空时停留时间,非恒容过程：空时停留时间,11,12,基本方程的图解积分,x,Af,C,A,C,A0,13,等温等容理想管式反应器中简单反应的结果,14,4.4,变容过程,液相反应 恒容,气相反应,反应前后分子数不变 恒容,反应前后分子数变化 变容,变容处理方法,膨胀率（,）法,膨胀因子（,）法,15,膨胀率,(,),法,定义,反应组分,A,全部转化后系统体积变化分率,适用范围：物系体积随转化率呈线性关系,16,处理方法,变容过程：,C,A,C,A0,(1-x,A,),C,A,（,x,A,，,V,）,了解变容过程中,C,A,的表示方式,反应器设计：,17,18,19,用分压表示：,20,膨胀率特点：包含了惰性组分,例：等温变容反应：,A,2P,，计算,：,情况,1,：原料中,F,A0,1,，,当,x,A0,=0,时，,V,0,1,当,x,A,=1,时，,V,2,情况,2,：,原料中,F,A0,0.5,，,惰性组分0.5,当,x,A0,=0,时，,V,0,0.5(A)+0.5(,惰性组分,)=1,当,x,A,=1,时，,V,1(P)+0.5(,惰性组分,)=1.5,21,膨胀因子,(,),法,定义：原料,A,消耗,1,摩尔时，反应系统总物质量的变化,反应：,a,A,b,B,p,P,sS,与进料中有无惰性物料无关,0,，,表示反应后分子数增加,0,，,表示反应后分子数减少,0,，,表示反应前后分子数不变,22,PFR,进口总摩尔流率为：,PFR,某一位置上各组分摩尔流率为：,23,总摩尔流率为：,等压过程：,膨胀因子和膨胀率的关系为：,24,变分子数反应过程的反应器计算,PFR,基本方程式：,变容过程,反应速率表达式,25,等温、变容理想管式反应器的设计式,(,法,),26,等温、变容理想管式反应器的设计式,(,法,),27,作业,习题,4-1,和,4-5,