ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Математическая модель процесса, протекающего в каскаде реакторов из "Химические реакторы как объект математического моделирования" Построение математической модели процесса приводим применительно к случаям, когда экзотермическая реакция (указания, касающиеся эндотермической реахщии, даны на стр. 74) протекает при наличии жидкой фазы, в псевдоожиженном слое мелкозернистого материала и в газовом объеме. [c.71] Для обобщения задачи рассмотрим случай (рис. IV- ), когда в аппарате протекает реакция п-то порядка между веществом А и веществом В с образованием жидкой фазы М и газообразной фазы N. При атом количество фазы М не равно количеству жидкой фазы, поступающей в реактор в виде полупродуктов. Примем сначала, что теплообмен происходит через поверхность теплопередачи. Съем тепла осуществляется теплоносителем С. [c.72] После возникновения возмущения в объекте температура в реакционной зоне изменяется с im до tm Соответственно изменятся значение константы скорости процесса с до кт, количество образующегося продукта, концентрации и т. д. [c.74] произведение величпны К Р на среднюю логарифмическую разность температур в уравнении (IV, 13) можно представить в виде произведения К Р на разность между температурой в реакционной массе и средней температурой по поверхности теплообмена, т. е. [c.75] Математическую модель процесса, отражающую изменение температуры и концентрации в реакционной зоне во времени после возможных возмущений в объекте, можно представить уравнениями материального и теплового балансов в дифференциальной форме. [c.76] В уравнениях (IV,25) и (IV,26) величина О Ст й1х характеризует количество тепла, накапливаемое в реакционной массе при изменении температуры в реакционной зоне величина количество тепла, затрачиваемое на нагревание массы материала (стенки) самого реактора при переходе тепла от реакционной массы к теплоносителю. [c.77] Если экзотермический процесс протекает при наличии жидкой фазы и реагирующие вещества имеют температуру кипения, близкую к температуре реакции, тепло от реакционной массы полностью или частично отводится за счет теплоты ее испарения. Этот прием используют, проводя процесс в среде растворителя, имеющего температуру кипения, близкую к температуре реакции. Поскольку такое аппаратурно-технологическое оформление реакторных процессов представляет собой большой интерес и имеет широкое распространение, считаем необходимым дополнительно рассмотреть этот случай. [c.81] На рис. 1У-2 представлена схема реактора, по которой съем тепла реакции осуществляется за счет частичного испарения реакционной массы (или растворителя) с возвратом конденсата в аппарат. [c.81] Поток Р в данной схеме — поток подаваемого в реактор вещества (илп растворителя), имеющего температуру кипения, близкую к температуре реахщии. [c.81] Оа — количество легколетучего вещества, уносимого с газами из обратного конденсатора. [c.82] Мт — молекулярный вес легколетучего вещества. [c.82] Значения В, В, Е и М находят по ранее рассмотренным уравнениям (IV,44), (1 ,48)-(1У,50). [c.84] Для установления изменения во времени температуры отходящего теплоносителя можно воспользоваться уравнением (IV,53), а для определения количества и концентрации отходящего газа — уравнениями (IV,54) и (IV,56). [c.84] Рассматривая процессы, протекающие в псевдоожиженном слое мелкозернистого материала, в частности катализатора, для расширения области практического применения рассматриваемых математических моделей, несколько усложним задачу. [c.84] Схема реактора, В котором процесс протекает в пссвдоонспженном слое мелкозернистого материала. [c.84] — поверхность и коэффициент теплопередачи потерь тепла в окружающую среду. [c.85] Коэффициенты, входящие в уравнение (IV,128), определяются уравнениями (IV,95) —(IV,104). [c.90] Если процесс превращения исходных компонентов протекает с очень высокой скоростью, то концентрация основного реагирующего вещества пли равна нулю или имеет какое-то значение, мало изменяющееся при изменении объема реактора и при возмущениях в объекте. [c.90] Пусть химическая реакция протекает в газовой или жидкой фазе или на поверхности раздела с твердой фазой без перемешивания в направлении потока. В этих случаях процесс обычно осуществляется в реакторах трубчатого типа с теплообменом через поверхность теплопередачи, при теплообмене с движущейся насадкой или адиабатически. [c.91] Условия процесса отличны от условий в реакторах с перемешп-вапием в объеме. Здесь при непрерывном прохожденпи смеси по длине реакционной зоны непрерывно изменяются концентрацип реагирующих веществ. [c.91] Вернуться к основной статье