Эффективность моделей различных реакторов

Изучение и оценка переноса тепла в реакционном объеме представляют большие трудности. Особенно это относится к реакторам с насадкой, так как тепл оперен ос в них осуществляется не только через массу реагирующего газа или жидкости, но и непосредственно через твердую фазу. В ряде случаев в тепловом балансе необходимо учитывать также и лучеиспускание. Поэтому, чтобы различные механизмы переноса тепла можно было однозначно характеризовать, вся масса реакционного объема в соответствии с диффузионной моделью рассматривается как некоторая однородная (гомогенная) среда, в которой перенос тепла происходит с некоторым эффективным коэффициентом температуропроводности Отэ По тем же причинам, что и для коэффициента переноса вещества (неизотропность реакционной среды, упрощение расчетов), вместо 0 будем рассматривать его продольную и поперечную составляющие ат и атг. При этом вначале определяются коэффициенты теплопроводности и Хг, ккал1м ч град. Величина коэффициента температуропроводности определяется из соотношения [c.67]

ЭФФЕКТИВНОСТЬ МОДЕЛЕЙ РАЗЛИЧНЫХ РЕАКТОРОВ [c.181]

Математическая модель ферментативного гидролиза целлюлозы в реакторах периодического и непрерывного действия была использована для количественного анализа влияния различных факторов на кинетику гидролиза [57, 58], что в свою очередь дает возможность целенаправленного изменения и оптимизации условий проведения процесса для повышения его эффективности. В качестве примеров на рис. 6.5 показан ряд кинетических кривых накопления продуктов в реакторе периодического действия, а на рис. 6.6 — в проточном колонном реакторе, полученных численным расчетом на ЭВМ в предположении, что какой-либо из возможных факторов не имеет места в реакционной системе, а также приведены экспериментальные данные. Как видно из рисунков, только при учете влияния всех факторов (кривая 2) модель достоверно описывает ход процесса (экспериментальные точки ложатся на теоретическую кривую). С другой стороны, сравнивая кинетические кривые, полученные в предположении отсутствия влияния того или иного фактора, с кривой 2, можно наглядно оценить роль каждого из факторов в процессе гидролиза. [c.178]

Такие исследования могут быть успешно проведены в реакторе проточно-циркуляционного типа, используя описанный выше метод нахождения оценок показателей степени для моделей степенной формы (гл. II, 3). Для этого следует определить все эффективные порядки (показатели степени) по реагентам, например, при одних и тех же значениях начальных концентраций реагентов, вводимых в цикл реактора для различных значений условного времени контакта, температуры или любого другого параметра, влияющего на величину Z и т. п. [c.93]

Константы элементарных стадий были выбраны по литературным сведениям как аррениусовские функции температуры эффективность инициирования / была принята равной 0,6 влияние растворителя на константу обрыва было учтено введением корректирующего фактора Фр, найденного эмпирически из условия минимизации отклонения экспериментальных и расчетных данных. Точно также для корректирования модели при высокой вязкости среды Т1 оказалось необходимым ввести эмпирические соотношения типа вязкость — конверсия и константа обрыва — вязкость. В работе приводятся обширные экспериментальные сведения по корректированию и проверке модели в широком диапазоне изменений условий полимеризации. При переходе к непрерывному процессу экспериментально обоснована модель идеального смешения на модельных жидкостях в широком диапазоне вязкостей (обратим еще раз внимание на то, что при этом не может быть различена степень сегрегации) в опытном реакторе. При переходе к промышленному реактору гидродинамика его была представлена комбинированной моделью из трех объемов идеального смешения, вытеснения и застойного. Соотношения объемов подобраны экспериментально из условий совпадения степени конверсии, вычисленной теоретически и измеренной экспериментально. Подробно исследован каскад реакторов и различные способы его реализации (число ступеней, влияние рецикла на ММР) [124]. Таким образом, в анализируемом цикле исследований дано подробное моделирование процесса полимеризации на кинетическом и гидродинамическом уровнях применительно к промышленному процессу. Собственно математическая модель приводится только для кинетического уровня при периодическом процессе, а экспериментальные данные и сопоставление с моделями — как для периодического, так и для непрерывного процесса в установившемся состоянии. [c.242]

Для того чтобы определить оптимальные условия на основании изучения работы опытной или промышленной установки, не обязательно знать механизм реакции и строить математическую модель процесса. Оптимальные условия можно определить путем статистического учета и анализа отклонений в эффективности производства, вызванных различными отклонениями в условиях процесса. Кстати, подобную работу и выполняет самообучающаяся система, когда на нее возложен выбор оптимальных условий. Определенные таким путем (или на основе математического описания процесса) оптимальные условия затем должны поддерживаться в реакторе. Но если какой-либо параметр получит отклонение, которое нельзя устранить, то корректировка остальных параметров с целью компенсации отрицательного влияния этого отклонения производится оператором уже без математического анализа создавшейся ситуации. [c.122]

В области прямого газофазного окисления метана в метанол важнейшей задачей остается демонстрация на уровне опытно-промыш-ленной установки экономической эффективности процесса при практически достигаемых уровнях селективности образования метанола и степени конверсии метана. Возможность существенного повышения этих параметров, по нашему мнению, следует искать, исследуя, прежде всего, периодические и холоднопламенные режимы окисления метана, при которых выходы продуктов могут принципиально отличаться от достигаемых в других известных режимах. Высокая степень нелинейности, характерная для механизма окисления метана, и известные данные о существовании периодических явлений, гистерезиса и холодных пламен при его окислении позволяют рассчитывать на возможность реализации в проточных реакторах еще неисследованных стационарных режимов окисления или таких режимов, которые могут быть стабилизированы искусственно с помощью дополнительных физических или химических воздействий. Определенную долю уверенности в этом придает существование различных стационарных и колебательных режимов при окислении ближайших гомологов метана 6], в том числе этана [7]. Поскольку в такой сложной системе (а окисление углеводородов, по-видимому, относится к наиболее сложным системам вне сферы биологических процессов [8]) трудно рассчитывать на случайное экспериментальное обнаружение новых режимов, основные усилия целесообразно сосредоточить на анализе наиболее реалистичных моделей процесса. Важнейшей научной задачей остается создание обладающих достаточной предсказательной силой количественных кинетических моделей окисления гомологов метана в [c.351]

Разработан общий метод оценки оптимальных составов реакционной нассы каскадов реакторов полного перемешивания для сложной химической реакции с одним общим реагентом для элементарных реакций. Оценены оптимальные составы с максимальным содержанием 2,4-дихлорфенола для непрерывных хлораторов различной эффективности по однопараметрической ячеечной модели. Показана пригодность технологии очистки диссоциативной экстракцией при переходе на непрерывную схему хлорирования. [c.19]

Согласно этому методу предусматривается раздельное изучение кинетики процесса, с одной стороны, и гидродинамики псевдооки-женного слоя на "холодных" моделях,с другой, что позволяет эффективно проводить отработку различных конструктивных элементов, размещенных в слое, а также предсказывать эффективность работы промышленных реакторов. [c.107]

Исследование диффузионной кинетики встречает ряд осложнений в связи с трудностями зкспериментального определения диффузионных параметров системы сырье-катализатор. Однако в последние годы зтот подход находит все большее оснешение в литературе. Применение методов диффузионной кинетики для обработки результатов испытания различных катализаторов позволяет более обоснованно выбирать катализаторы, носители для них, размеры зерна и ряд других важных технологических показателей, связанных с оценкой эффективности процесса. При решении проблем моделирования реактора и оптимизации процесса наиболее правильным считается использование диффузионных моделей. [c.71]

Пакеты прикладных программ с ориентацией па проблему являются средством повышения эффективности решения прикладных задач в различных областях народного хозяйства. Их создание базируется на стремлении объединить в единое целое достижения в области решаемой проблемы, вычислительной математики и вычислительной техники. Конечным результатом разработки является программно-аппаратный комплекс, позволяющий пользователю с желаемой точностью, максимальной простотой и удобством решать появляющиеся в процессе его деятельности проблемы. Очевидце, создание таких пакетов — задача не только сложная в смысле формулирования и описания проблемы, разработки необходимых алгоритмов, но и трудоемкая. Для ее решения обычно привлекаются специалисты различных профилей — технологи, математики, программисты. Кроме того, в зависимости от сложности проблемы последняя может быть разделена на отдельные под-проблемы, каждая из которых решается самостоятельно в рамках общей цели. Такое разделение на подпроблемы обычно производится исходя из специфики отдельной части общей задачи. При наличии структурной или функциональной организованности алгоритмов части проблемы она может выступать в качестве подсистемы. При моделировании реакторных процессов, нанример, в качестве отдельных частей можно выделить установление механизма реакции, оценку кинетических констант, модель реактора и т. д. Помимо относительной независимости этих частей можно было бы выделить их и исходя из последовательности использования в процессе моделирования реактора. [c.282]

Гетерогенный метод обычно служит для расчетов реакторов с небольшим числом блоков. Благодаря общности формулировки такая модель удобна также для оценки влияния на критичность решеток различных геометрических форм. Фейнберг исследовал случай квадратной прямоугольной, ромбической и шестиугольной ячеек. Он применил этот метод также для исследований эффекта наложения нескольких решеток, имеющих различный шаг и размеры и отличающихся ядерными свойствами блоков горючего. Практический интерес представляет, конечно, использование зернистых активных зон в гетерогенных системах. Это общее приближение было использовано также Галаниным для определения эффективности регулирующих стержней [116]. [c.519]

В институте газа АН УССР рассмотрено несколько конструкций смесительных устройств и проведено их испытание с целью определения эффективности смешения потоков. Испытания проводились на холодных моделях реакторов. В качестве моделирующих потоков брались воздух и углекислота. В зависимости от концентрации углекислоты в воздушном потоке строились эпюры для различных сечений смесителя и реакционного канала, по которым судили об эффективности смешения. [c.175]

Анализ модели показывает, что вследствие барботажа может иметь место наиболее существенное снижение эффективности реактора. В то же время барботаж обычно может быть устранен выбором гидродинамического режима или, в менее благоприятных случаях, повышением. эффективности контакта, например, за счет секционирования. С этой точки зрения представляет интерес устранениеГдискретной фазы вследствие лучшего распределения поступающего в реактор газа, а такнге выяв-.ление влияния гидродинамического режима на структуру взвешенного слоя при различных условиях (температура, давление). С другой стороны, перемешивание во взвешенном слое неоднородных частиц определяет одно из его решающих преимуществ (исключительно высокую скорость теплообмена) и обычно не оказывает большого влияния на результаты процесса. [c.314]