ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сравнение неизотермических моделей реакторов из "Методы кибернетики в химии и химической технологии Издание 3 1976" Количественную оценку моделей реакторов удобно провести методом сравнения наклонов кривых йх йх в координатах х — т, дифференцируя уравнения материального баланса реакторов в различных условиях теплообмена и принимая для адиабатических условий уравнения (VI, 143) и (VI, 144). [c.327] Левая часть выражения (VI, 170) всегда отрицательна, а правая — всегда положительна, поэтому и фактор (VI, 167) всегда меньше единицы. Следовательно, в адиабатическом реакторе идеального вытеснения для эндотермических реакций всегда достигается более высокая степень превращения на единицу объема. [c.328] Из рис. 1-26 и рис. 1-27, построенного для экзотермических реакций с учетом микро- и макроуровней с.мешения при тех же условиях, что и рис. 1-26, можно сделать следующий вывод. При сравнительно малых и средних значениях х кривые для реакторов идеального смешения в случае экзотермических реакций лежат несколько выше кривых для реакторов идеального вытеснения. Однако при больших значениях степени превращения наблюдается обратное явление, причем ход кривых для реакторов идеального смешения становится аналогичным для изотермических условий протекания экзотермических и эндотермических реакций. В случае эндотермических реакций в аппаратах идеального вытеснения достигается более высокая степень превращения, чем в аппаратах идеального смешения (рис. 1-28). [c.328] Превращения в реакторах идеального смешения (тт) и идеального вытеснения (тв) в случае протекания эндотермических, изотермических и экзотермических реакций при ранее указанных значениях го, к, Е/НТо и Та/То. Из рисунка следует, что реактор идеального смешения предпочтительнее реактора идеального вытеснения для экзотермических реакций. При изотермических условиях и особенно при эндотермических реакциях наблюдается обратная картина, т. е. реактор идеального вытеснения предпочтительнее реактора идеального смешения. [c.329] Соотношение (VI, 174) справедливо для большинства экзотермических систем в адиабатических условиях. Следует отметить, что, если это соотношение не выполняется, скорость реакции будет уменьшаться при увеличении степени превращения, и реактор идеального вытеснения окажется предпочтительнее реактора, идеального смешения. [c.330] Для большинства экзотермических процессов скорость вначале увеличивается с возрастанием степени превращения вследствие повышения температуры в системе, но в конце снижается с уменьшением X за счет расходования реагентов. При сравнительно малых степенях превращения средняя скорость реакции в аппарате идеального смешения всегда выше, чем в аппарате идеального вытеснения. Однако по достижении некоторого уровня х, несколько большего, чем уровень, соответствующий максимуму скорости реакции, средние скорости для двух моделей реакторов становятся идентичными после превышения указанного уровня реактор идеального вытеснения становится предпочтительнее. [c.331] Влияние сегрегации. На рис. У1-27 и У1-28 представлены графики из1менения степени превращения в зависимости от безразмерного времени пребывания в моделях реакторов идеального вытеснения и идеального смешения на двух уровнях смешения соответственно для эндотермических и экзотермических реакций. При графическом построении профилей использовалась температурная зависимость скорости реакций по Аррениусу. При этом температура исключалась путем составления теплового баланса для адиабатического реактора с последующим аналитическим или численным решением для следующих условий ЕЯ/То = 40 и Г, = 7-0 = 0,1. [c.332] Сравнение состояния сегрегации с уровнем молекулярного смешения для эндотермических реакций (см. рис. 1У-28) показывает, что наивысшая степень превращения достигается при сегрегированном состоянии для всех порядков реакций. Разница между этим результатом и результатом, рассмотренным при изотермических условиях, для которых существенен порядок реакции, обязана характеру изменения скорости процесса. В эндотермической системе скорость уменьшается с увеличением степени превращения вследствие расходования реагентов и уменьшения температуры системы. Для описанных выше систем температурный эффект был большим, чем компенсация за счет порядка реакции. [c.332] Сравнение состояния сегрегации с уровнем молекулярного смешения для экзотермических реакций (см. рис. У1-27) приводит к противоположным выводам — наивысшая степень превращения соответствует уровню молекулярного смешения. Это объясняется тем, что в экзотермических системах начальная скорость увеличивается с возрастанием степени превращения вследствие повышения температуры системы. [c.332] Вернуться к основной статье