Процесс полного (идеального) смешения

Учет неидеальности потока в реакторе включает такие этапы предварительных исследований. Первый этап - установление поля скоростей потока в объеме реактора и других явлений переноса (например, диффузионного). Чаще это эксперименты с прямым измерением векторов скоростей и другие методы аэро-или гидродинамических испытаний. Второй этап - построение модели, наиболее полно отражающей полученную структуру потока и явлений переноса. Конечно, эти модели сложнее рассмотренных. Третий этап - анализ полученной модели с целью выявить роль отклонений от идеальности потока в показателях процесса. Например, такой анализ показал, что диффузионный перенос вдоль основного потока можно не учитывать в практических расчетах, если н//)э > 50, где L - длина реактора. В специальной литературе по химическим реакторам такого рода оценки сделаны. Можно ожидать, что в большинстве случаев результаты расчета реактора с неидеальным потоком будут находиться в области между двумя крайними режимами - идеального смешения и вытеснения. [c.131]

Знание одной только функции распределения времени пребывания не только недостаточно для расчета процесса в последовательности реакторов, но и не позволяет оценить всей сложности ироцессов перемешивания потока внутри одиночного реактора идеального смешения. На это впервые указал Данквертс (см. библиографию на стр. 213), выделивший два предельных режима — полного сме- [c.204]

Процесс полного (идеального) смешения [c.74]

По степени смешения исходных веществ с продуктами реакции в проточных реакторах различают два предельных режима идеального вытеснения и полного (идеального) смешения [17], а также промежуточные режимы неполного смешения, при которых и проводятся производственные химические процессы. [c.70]

В процессе полного (идеального) смешения различие агрегатного состояния фаз приводит к существенному различию в характере изменения концентрации в каждой из фаз. В то время как в сплошной среде имеет место практически мгновенное выравнивание концентраций по всему объему, занимаемому жидкой фазой, в твердых частицах концентрация изменяется по законам молекулярной диф- [c.136]

Поскольку гидродинамическая обстановка и температурный режим в основном определяют кинетику процесса, протекающего в реакторе, представляется возможным использовать их, как основу для классификации реакторов. А именно, рассматривать реакторы, работающие в предельных гидродинамических режимах — идеального вытеснения и полного (идеального) смешения в изотермических, адиабатических, или же политермических условиях. Подобная идеализация позволяет исключить из рассмотрения второстепенные черты процесса и использовать те, которые определяют поведение системы. [c.80]

Вследствие идеального перемешивания в каждой из фаз концентрации Сш и Ст одинаковы по всему объему аппарата и равны Ст. к н Ст, к соответственно. Балансовое уравнение (1,115) верно и при периодическом процессе полного смешения для любого момента времени с той только разницей, что Сж. к н Ст. к будут изменяться во времени, а величины Ут и У,к следует понимать как объемы каждой фазы (Ут. апп И V)K. апп) [c.68]

Экстракционные кривые ступенчатого процесса полного (идеального) смешения (выделен г-й интервал), [c.137]

Процесс в кипящем (взвешенном) слое может протекать по разным схемам взаимодействия твердого тела с жидкостью. Это может быть периодический процесс, процесс полного (идеального) смешения, процесс в коротком слое, прямоточный и противоточный процессы. Если в первых трех процессах в условиях кипящего слоя практически выполняются все основные закономерности протекания этих процессов (характер изменения экстракционных кривых, постоянство приведенного соотношения расхода масс), то два последних процесса в условиях кипящего слоя представляют собой в значительной мере суперпозицию каждого из этих процессов с процессом полного смешения. [c.138]

При комбинированном процессе полного (идеального) смешения (см. рис. 3.5) величина С определяется по формуле (3.76) [c.156]

Вихрь, запертый в каверне, образует основной элемент этой дискретной структуры — ячейку идеального смешения. Последний термин указывает на интенсивность перемешивания в основном объеме ячейки смешение потока в ячейке может, однако, и не быть полным вследствие задержки вещества в застойных зонах, образования мелких вихрей и пр. Тем не менее, и в этих более сложных случаях сохраняется дискретность ячеек, степень же перемешивания потока внутри ячеек можно учесть, введя функцию распределения времени пребывания в ячейке, вид которой будет определяться процессами конвективного и диффузионного переносов, протекающими в различных частях каверны-ячейки. [c.217]

Типовые модели выбираются в зависимости от структуры потоков в аппарате, в котором осуществляется процесс. Наиболее часто используют одну из трех гидродинамических моделей (рис. 2-2) 1) полного (или идеального) вытеснения 2) полного перемешивания или идеального смешения 3) промежуточную модель. [c.41]

В заключение рассмотрим процесс извлечения твердой фазы из пористых частиц в условиях аппарата полного (идеального) смешения обеих фаз. Основное уравнение базируется на тех же предпосылках, что и р е зультаты (2.55) и (2.56), и имеет вид [c.85]

Типовые модели выбираются в зависимости от структуры потоков в аппарате, в котором осуществляется процесс. Наиболее часто используют следующие гидродинамические модели (табл. 2.1) 1) полного (или идеального) вытеснения 2) полного перемешивания, или идеального смешения 3) диффузионную модель 4) ячеечную модель. Третья и четвертая модели являются промежуточными между первой и второй. [c.40]

Наш проекти ровщик выбрал для процесса непрерывнодействующий реактор идеального смешения. При помощи схемы материальных потоков (рис. IV-4) и допущений, характеризующих каждый элемент оборудования, можно написать полную систему дифференциальных уравнений, определяющих динамику реакции и технологического процесса [см. уравнения (IV, 1) — (IV, 45)]. [c.53]

Рнс. 39. Зависимость фактического выхода продукта х и концентрации исходного вещества С от времени по закону действующих масс для процессов а — идеального вытеснения б—полного смешения. [c.73]

Первое из ус.тювий устойчивости имеет непосредственный физический смысл. Его левая часть представляет собой полную производную скорости тепловыделения кг (С, Т) по температуре с учетом соотношения между стационарными значениями концентрации ключевого вещества и температуры = Со — ip-/k ) Т — Т ) [см. формулу (VII.7)]. Правая часть неравенства (VIII.16) равна производной скорости теплоотвода по температуре (с учетом отвода тепла как движущимся потоком, так и с помощью внешнего теплоносителя). Неравенство, обратное (VIII.16), таким образом, совпадает е условием неустойчивости, выведенным в разделе II 1.3 (как было показано в разделе VII.3, оно применимо и к реакторам идеального смешения). При выводе этого условия отмечалось, что на его основании можно делать заключение только о неустойчивости процесса, но нельзя заключать, что процесс, в котором условие неустойчивости не выполнено, обязательно будет устойчивым. Действительно, строгий анализ, основанный на исследовании нестационарных урав- [c.328]

Задачи оптимизации определяют методы прикладных лабораторных исследований. Перед экспериментатором ставится задача быстро и в широкой области исследовать кинетику процесса, которая в наиболее интересных случаях достаточно сложна. Суш ествуюш ие методы решения этой задачи не являются вполне удовлетворительными. Сейчас самым совершенным методом является получение кинетических зависимостей с помош ью проточно-циркуляционных установок или других схем, которые позволяют вести опыт в аппарате идеального смешения со стационарным режимом. При этом один опыт дает скорость процесса только в одной точке — при определенных (причем, неизвестных заранее) значениях концентраций реагентов и температуры. Полное изучение процесса требует большого объема однообразной экспериментальной работы. Поэтому неудивительно, что пока существуют лишь единичные процессы, кинетику которых можно считать в достаточной мере изученной. Мы не говорим уже о том, что медленность эксперимента не дает никакой возможности снять характеристики процесса, если они меняются во времени. [c.249]

По режиму работу экстракторы делятся на периодические, полунепрерывные и непрерывные но взаимному направлению движения экстрагента и твердых частиц — на противоточные, прямоточные, с периодическим процессом, процессом полного (идеального) смешения, процессом в слое и комбинированнымн процессами по виду циркуляции — на экстракторы с однократным прохождением экстрагента, с рециркуляцией экстрагента и оросительные по давлению в экстракторе — на атмосферные, вакуумные н работающие под давлением по свойствам твердых частиц, участвующих в процессе, — на экстракторы для крупнозернистых, мелкозернистых, тонкодп-сперсных, пастообразных, волокнистых и других материалов. [c.188]

Как и в вопросах, рассматривавшихся выше, важно прежде всего выделить простейшие предельные случаи. В первом из них продольный перенос считают настолько сильным, что температура и концентрации всех веществ полагаются одинаковыми по всей длине. Во втором предельном случае, напротив, полностью пренебрегают продольным переносом и считают, что температура и концентрации изменяются по длине в соответствии с протеканием реакции. Для неподвижного слоя или канала значение продольного переноса определяется просто длиной, так что указанные предельные случаи соответствуют короткому слою и длинному слою. Для слоя катализатора их рассматривали Тодес и Марго-лис [16], для слоя горящего угля — Майерс [17]. При проведении процесса в кипящем (псевдоожиженном) слое характер процесса всегда близок к предельному случаю полного перемешивания-В теории устойчивости химических реакторов только что отмеченным предельным случаям отвечают модели реакторов идеального смешения и идеального вытеснения как для гетерогенных, так и для гомогенных реакций. [c.427]

Для анализа процессов пользуются моделями С. п. разл. степени идеализации простейшие из них — идеальное вытеснение и идеальное смешение. В первом случае предполагается отсутствие продольного перемешивания при полном поперечном, время пребывания всех частиц одинаково. Эта мо- [c.548]

С точки зрения гидродинамики процессы, протекающие в реакторах, могут быть подразделены на процессы с полным перемешиванием реагентов, с многоступенчатым (секционным) перемешиванием и без перемешивания. Другими словами, может происходить полное перемешивание (идеальное смешение реагентов) как во всем реакторе, так и в отдельных его секциях, а также вытеснение реагентов. [c.112]

Уравнения (V. 25) и (V. 26) представляют собою характеристические уравнения проточного реактора идеального смешения и позволяют определить неизвестную величину по заданным. В любом случае для реактора полного смешения его размер, расход реагентов, начальные и конечные концентрации могут быть определены только при условии, если известна кинетика процесса. Каскад реакторов полного смешения. В каскаде реакторов состав реакч ционной смеси изменяется по мере пере р хода из одного аппарата в другой. В [c.92]

При Проведении химических, массообменных или тепловых процессов в аппаратах идеального вытеснения концентрации рабочих веществ (или температуры) непрерывно меняются от входа к выходу по длине (высоте) аппарата. В аппаратах идеального смешения происходит полное выравнивание концентраций (или температур) по всему аппарату, причем в любой точке они равны значениям соответствующих величин на выходу потока. [c.123]

Отмеченные выше факторы и конструктивные особенности аппарата и его отдельных элементов могут существенно изменять характер процесса экстраптрования. На ряде участков аппарата процесс может оказаться не противоточным, а процессом полного (идеального) смешения или прямоточным. [c.125]

Экстракциоиные кривые комбинированного процесса. Процесс полного (идеального) смешения на первой ступени, противоток — на второй, противоток — на третьей ступени, отличаюпщйся малым значением соотношения расхода масс. [c.140]

Проведенные авторами [82,101] широкие исследования по изучению процессов, протекающих в окислительной колонне, показали, что барбо-таж воздуха через слой жидкости гфиводит к ее практически полному смешиванию, на что указывает равномерное распределение температуры по высоте реакционной зоны [103] и одинаковые свойства продукта. Таким образом, по структуре потока жидкой фазы колонна близка к аппарату идеального смешения, поэтому безразлично, как вводить реагирующие фазы противоточно или прямоточно. [c.42]

Допущения, принятые при расчете 1) экстрагент на ступени движется в режиме полного (идеального) смешения, твердая фаза — в режиме идеального вытеснения 2) рассматривается установившийся процесс, лихмитируемый внутренней диффузией в твердой фазе (при В1д -> оо). [c.243]

Имеется полное экспериментальное описаице процесса, т.е. измеряется концентрация по крайней мере двух компонентов реакции (третью концентра1Н1ю находят из условия материального баланса ) данные получены в реакторе идеального смешения нлн кинетические кривые получены с высокой степенью точности, допускающей нахождение производных. В этом случае следует воспользоваться соотношениями типа (У.18), которые имеют вид [c.254]

Характеристическое уравнение реактора полного смешения можно выводить на основании материального баланса. Поскольку в реакторе идеального смешения концентрации реагентов одинаковы во всем объеме аппарата, материальный баланс составляется для всего объема аппарата. При этом параметры процесса в объеме реактора в отводимом потоке одинаковы. Приход вещестБа равен [c.87]

Для анализа хим.-технол. процессов используют модели С.п. разной степени идеализации простейшие из них-идеальное вытеснение и идеальное смешение (см. Непрерывные и периодические процессы). В первом случае предполагается отсутствие продольного перемешивания при полном поперечном, время пребывания всех частиц одинаково. Эта модель удовлетворительно описывает, напр., мн. процессы в длинных 1рубах, особенно заполненных зернистыми слоями. В модели идеального смешения Полагают, что элементы потока при поступлении в аппарат мгновенно и равномерно смешиваются со всем его содержимым, концентрации и т-ра одинаковы во всех точках объема. К этой модели близки, напр., потоки в аппаратах с интенсивньпи мех. перемешиванием. [c.445]

Если характер потока в реакторе пе отвечает ни идеальному вытеснению, ни полному смешению, пр1 мерпый вид кривой отклика при импульсном возмущении представлен на рис. 44, в, из которого видно, что трассер на выходе появляется позднее, чем при идеальном смешении. Прп этом концентрация трассера сначала растет во времени, а затем после прохожденпя максимума падает.Структура потока в таком реакторе занимает некоторое промежуточное положение между структурами потоков в реакторах идеального вытеснения и полного смешения. Для описания процессов, протекающих в такого типа аппаратах, необходимо знать степень отклонения от идеальности. [c.117]

Простейшие структурные модели идеального смешения и идеального вытеснения соответствуют двум предельным идеализированным условиям цроведения процесса. Первая модель является аналогом схемы одноступенчатой экстракции при допущении полной изотропности фаз в зоне смешения экстрактора. На основании этого допущения параметры модели рассматриваются как сосредоточенные. Вторая модель является аналогом схемы непрерывного и распределенного по длине контакта фаз в аппарате колонного типа при допущении поршневого режима движения потоков. [c.373]

Каждая ступень такого экстрактора состоцт из смесителя I, где происходит собственно процесс экстракции при интенсивном перемешивании фаз, и отстойника 2, в котором осуществляется отделение экстракта от рафината. В смесителе происходит полное смешение фаз (т. е. этот аппарат работает по модели идеального смешения-МИС) и вследствие этого в смесителе обычно достигается состояние равновесия между фазами. Таким образом, в одной ступени фазы двг жу ся прямоточно по отношению друг к другу, в то время как в целом в усга1.овке создается противоточное движение фаз. [c.158]

С этой целью удобно пользоваться реакторами, работающими в режиме идеального вытеснения или идеального смешения. При этом слой катализатора должен быть изотермическим, процессы внутреннего и внешнего переноса массы и тепла должны быть быстрыми по сравнению со скоростями реакции и выделения тепла и ноток веществ в реакторе должен характеризоваться либо картиной поршневого регкима, либо картиной полного перемешивания. Кроме того, для простых кинетических опытов необходимо, чтобы активность катализатора была постоянной достаточное время (желательно несколько дней) и чтобы имелись точные методы анализа для всех или некоторых реагентов и продуктов реакции. [c.8]

В настоящее время не представляется возможным дать полный теоретический анализ кинетики хемодесорбционных (реак-ционно-десорбционных) процессов. Особое значение приобретает развитие экспериментальных методов исследования. Влияние массообменного процесса на химический предлагается [205] учитывать через эмпирический фактор диффузионного ускорения реакции %, численно равный отношению наблюдаемых констант скорости химической реакции в гетерогенной г и гомогенной г системах при одинаковых условиях, т. е. % = г 1г. Для протекания необратимой реакции типа А- В в реакторе идеального смешения при условии, что десорбирующий агент химически [c.218]

Перемешивание реагентов в реакторе влияет на общий режим его работы. При этом необходимо иметь в виду, что при полном перемешивании (идеальном смешении) температурный режим во всех точках один и тот же. Следовательно, и скорость реакции должна быть одинаковой во всех частях реактора. Такого рода процессы могут быть как периодического, так и непрерывного действия. Для перемешивания часто применяют мешалки, но можно использовать также и инертный газ, который, пробулькивая через реакционную массу, будет ее перемешивать. [c.112]

Для сравнения с выводами, которые будут получены в дальнейшем, рассмотрим сначала предельные случаи развития диффузионных процессов переноса вещества вдоль потока, т. е. случал отсутствия диффузионного переноса = 0 (идеальное вытеснение) и случай, когда диффузия приводит к полному выравниванию концентраций вдоль потока О = со (идеальное смешение) [3]. При идеальном вытеоненин можно заменить время в кинетическом уравнении а отношение длины [c.406]

Влияние диффузионного характера реакции (обусловленного в. первую очередь гетерофазностью процесса) можно учитывать на различных уровнях моделирования либо на микрокинетическом (рассматривая совокупность областей — чисто кинетической и диффузионной), либо — для непрерывных процессов — на макрокинетическом (например, при переходе к уравнениям гидродинамики можно пользоваться либо диффузионными моделями вытеснения либо сегрегационными моделями — для реакторов идеального перемешивания). Так, для полимеризации в суспензии и в массе разумно предположить наличие полной сегрегации, что выразится в выборе соответствующих уравнений для реактора идеального перемешивания. Для гомогенной полимеризации в растворе в гидродинамических моделях непрерывных процессов разумно предположить идеальное смешение на микроуровне. Многие реальные полимеризационные процессы (суспензионные с коалесценцией, эмульсионные, в концентрированных растворах при полимеризации до глубоких конверсий) занимают промежуточное положение, между указанными двумя крайними случаями смешения. [c.67]