Определение максимальной профиля температурного

Сформулируем задачу оптимизации, как задачу определения оптимального температурного профиля в реакторе Т (т), при котором в аппарате заданных размеров можно достигнуть максимальной степени превращения х. Конечное значение степеии превращения и с учетом уравнения (VI,250) может быть рассчитано как величина функционала [c.315]

Расчет обобщенных показателей процесса основан на результатах непосредственного измерения параметров процесса и позволяет представлять оператору в сжатой форме информацию о состоянии процесса. К числу таких показателей относятся расходные коэффициенты сырья и энергии на единицу выпускаемой продукции, определение площади под температурным профилем по длине реактора, выбор максимальных по зонам температур в реакторе, расчет безопасного времени работы отделителей (время их наполнения) при нарушениях в работе экструдеров и др. Расчетные показатели по вызову оператора выводятся на экраны дисплеев, а также входят в ряд протоколов, регистрирующих работу установки. [c.109]

Одной из часто встречающихся на практике задач является определение максимальной гарантированной точности профиля, которую можно обеспечить при каландровании тонких пленок. Располагая данными о реологических свойствах материала, а также сведениями о температурном и скоростном режимах, можно по формуле (X. 15) рассчитать максимальный прогиб. Затем, подбирается величина, перекрещивания, причем, смещение валков рассчитывается так, чтобы перемещение на краю равнялось удвоенному прогибу валка [см. уравнение (X. 17)]. [c.420]

Эти результаты позволяют сделать вполне определенный вывод о том, что в рассматриваемом случае (при равенстве энергий активации обеих реакций, т. е. Е- = Е ) максимальное значение выхода промежуточного продукта является постоянным и не зависит от формы температурного профиля. Сам же профиль температуры при заданном постоянном г, не влияя на абсолютную величину выхода А2, определяет ту общую загрузку, которая в данном реакторе обеспечит найденный максимально возможный выход продукта А . [c.55]

Если зернистый материал расположен в кольцевом пространстве между двумя соосными цилиндрами (рис. УП-26, б), то на ограничивающих поверхностях (радиусы и могут устанавливаться разные температуры (01 и 0 ). Температура будет максимальна на промежуточной поверхности радиуса Я, т. е. l < <Н < / 2- Для определения температурного профиля в поперечном сечении зернистого слоя можно воспользоваться уравнениями (в). А так как = О, то = дЯ /2 кз. [c.375]

По мере увеличения температуры при проведении обратимой экзотермической реакции в реакторе полного вытеснения возрастает скорость прямой реакции, но одновременно снижается максимально достижимая степень превращения. Таким образом, на входе, где реагенты далеки от равновесного состава, предпочтительно иметь высокую температуру, а на выходе — сдвинуть равновесие в сторону более полного превращения реагентов за счет понижения температуры реагирования. Отсюда следует возможность подбора оптимального температурного профиля по длине реактора или по каскаду реакторов либо по времени в реакторе периодического действия. Определение последовательности температур реагирования, близкой к оптимальной, может быть выполнено, например, следующим образом. По уравнению скорости реакции вычисляется ее зависимость от степени превращения X и температуры Т. Результаты расчетов наносятся в виде кривых в координатах г — X (рис. 6.9) с температурой в качестве параметра Т1. < Гг < Гз). (В случае реакции первого порядка изотермы на рис. 6.9 становятся прямыми линиями). Оптимальным условиям относительно максимального значения скорости реакции соответствует огибающая изотермических кривых. Время реагирования Тк, необходимое для достижения заданной конечной [c.116]

Результаты расчетов по определению оптимального температурного профиля в жидкофазном реакторе этинилирования кетонов (табл. 55 и 56) показали, что для получения максимальных степеней превращения исходных кетонов в ацетиленовые спирты процесс необходимо проводить в аппаратах с переменным профилем температур по длине реактора. Последний должен представлять [c.157]

Уравнения кинетики реакций, протекающих в потоке, выведены Панченковым [1], для описания изотермических процессов. Часто в реальных условиях реакция идет в зоне со сложным профилем распределения температуры. Изучение суммарной кинетики таких процессов можно проводить и в этих условиях. Полное описание химической реакции приводит в этом случае к уравнениям, нахождение кинетических констант реакции но которым представляет сложную вычислительную задачу. Анализ этих уравнений позволяет найти способ более простого определения интересующих констант при соответствующем выборе исходных параметров. Так, реакция между хлоридами (бора, кремния, фосфора, германия) и кислородом при получении стекла световодов по методу парофазного осаждения внутри кварцевых труб [2, 3] протекает в зоне, создаваемой горелкой, с куполообразным по длине трубки распределением температуры. При изучении кинетики реакции в этих условиях контролируемыми параметрами могут быть концентрацни на входе и на выходе реакционной зоны и профиль температур, который создает горелка. Прн этом удобно в процессе изучения более или менее выдерживать постоянство формы температурного поля (за счет постоянства формы пламени горелки), меняя лишь высоту температурной кривой, а максимальную температуру измерять и использовать ее величину в качестве одного из контролируемых параметров. Еще одним парметром для кинетики процесса будет тогда эффективная величина реакционной зоны, которая связана с формой температурной кривой и положением ее максимума. [c.96]

Методика поперечного вдува включает определения концентрационных и температурных профилей, а также радиальных потоков такие измерения дают значения на разных расстояниях от оси. Результаты, полученные с помощью этой методики, подобны данным, по которым построены кривые для турбулентной вязкости, показанные на рис. 4.4. В рассмотренных примерах на график наносились максимальные из найденных значений Ег) вследствие большой неопределенности относительно значений Eq вблизи оси канала. Тот факт, что на графике отмечаются наибольшие значения измеренного в данном сечении параметра, возможно объясняет, почему точки, отвечающие результатам Шлейхера (линия В) и данным Станке и Тао [148], находятся на рис. 4.11 достаточно высоко, хотя другие точки, которые соответствуют данным, полученным тем же методом, группируются вблизи сплошной линии или ложатся еще ниже (линия А, данные Флинта, Када и Ханратти). Результаты опытов, проведенных Убероем и Коррсином [160] и Таунсендом [158] в аэродинамической трубе, на графике не помещены, поскольку уровень турбулентности определяется в этих работах не по диаметру канала, а по размерам проволочной сетки, которая расположена вверх по потоку от места измерения. Некоторые другие данные опущены потому, что они были получены для случая малых времен рассеяния все же нанесенные на график точки относятся к большим временам рассеяния, отвечающим асимптоте на рис. 4.9. [c.144]

Перейдем к рассмотрению изменения профилей различных параметров вдоль реактора в системе с рециркуляционной петлей. Необходимое превращение на выходе из реактора может быть получено различными изменениями вдоль реактора параметров системы — температуры, давления, концентрации. Оно связано с количеством рециркулируемых в начало реактора компонентов. Естественно, что для каждой конкретной реакции роль указанных факторов проявляется по-разному. Несомненно, что широкое использование результатов одновременного поиска изменения профилей различных параметров может привести к весьма интересным результатам. Однако для решения этой задачи желательно дальнейшее совершенствование математических методов оптимизации и более детальное изучение химических аспектов процесса. Рассмотрение реакции дегидрирования этана показало, что существует определенный профиль температуры, который отвечает максимальной нроизвоцительности реактора по целевому продукту. При этом расход исходного сырья не является максимальным и соответствует строго определенной селективности и глубине превращения на выходе из реактора. Следовательно оптимальные профили изменения параметров режима эксплуатации действующих реакторов должны определяться одновременным изменением производительности аппарата. В частности, исследования по определению оптимального температурного профиля для консекутивной реакции показали, что в этом случае необ ходимо реакцию начать с самой высокой температуры оптимального профиля. Затем углубление процесса следует проводить по мере снижения температуры также в соответствии с оптимальным профилем, найденным, подчеркиваю, для рециркуляционной системы. Кстати, в этом плане применение увеличенной рециркуляции непрореагпровавшего сырья в адиабатических реакторах (таких, как реактор для каталитического дегидрирования этилбензола в стирол) люжет значительно повысить их мощность по свежему сырью. Прп такой постановке вопроса реакторы должны конструироваться таким образом, чтобы они удовлетворяли требованиям теории. Это противоречит существующему укоренившемуся положению, когда реакция осуществляется в готовой конструкции реактора в зависимости от его возможностей, [c.15]

Как было показано много лет назад в промышленном масштабе, наиболее важной независимой переменной является температура и, таким образом, важной задачей является определение оптимального температурного режима. При этом важен способ, в соответствии с которым определен оптимальный температурный режим. Обычно цель заключается в поддержании конверсии на выходе постоянной, поэтому температура по всему реактору увеличивается, чтобы скомпенсировать потерю активности катализатора путем увеличения константы скорости. Это осуществляется в промышленности с помощью анализа выходного потока и/или измерения температурного профиля в реакторе. Потеря конверсии компенсируется путем увеличения температуры, как это проиллюстрировано на рис. 8.4, г де при ведены профили температуры по слою для низкотемпературного катализатора конверсии оксида углерода. Если загружен свежий катализатор, реакция начинается на входе в слой и температурный профиль по слою катализатора имеет форму, показанную а кривой А (рис. 8.4). Для нового катализатора максимальная скорость подъема температуры должна соответствовать входу в слой, и скорость подъема температуры на выходе из слоя должна быть очень низкой, так как состав газа там близок к равновесию. Кривая В показывает температурный профиль в середине пробега катализатора. В этом случае отсутствует подъем температуры на входе в слой, и чтобы сохранить активность катализатора, температуру несколько повышают. Кривая С показывает типичный температурный про- филь, когда катализатор почти полностью дезактивирован. Входную температуру в этом случае повышают так, чтобы получить максимально возможный выход продукта, скомЦенсиро-вав этим отсутствие реакции в большей части слоя. Там, где эта реакция начинает идти, она идет с заметной скоростью, но [c.192]

Наиболее наглядно рис. 10 иллюстрирует ограничение максимально возможного превращения в двухступенчатом реакторе. Это ограничение обуслов.лено равновесием А В. Однако при низких степенях превращения двухступенчатый реактор имеет преимухцество, так как для получения необходимой концентрации целевого продукта на выходе требуется меньший объем реактора. Это подтверждает рассмотренные выше интуитивные соображения, поскольку при низких степенях превращения профиль состава катализатора по длине реактора в случае двухступенчатого реактора лучше, чем в случае одноступенчатого реактора. Проблема установления оптимального профиля состава катализатора для данной реакционной схемы аналогична задаче определения оптимального температурного профиля для некоторых классов консекутивных и конкурирующих реакций. Хотя вопрос о профиле состава катализатора до сих пор не был рассмотрен, Билоус и Амундсон [17, 18] обсудили аналогичную задачу, касающуюся температурного профиля в трубчатых реакторах. [c.302]

Новая интерпретация температурной зависимости механохимических процессов с учетом нагрева полимеров при сдвиге, обусловленного вязким трением, была предложена в [9]. Основная идея состоит в том, что из-за высокой вязкости и низкой теплопроводности полимеров реализовать их сдвиг в изотермических условиях очень трудно. Истинная температура процесса, таким образом, может оказаться значительно выше той, при которой планировалось провести эксперимент. Следовательно, уравнение скорости реакции механической деструкции, как и обычные уравнения химических реакций, может иметь положительный температурный коэффициент. Такой подход был использован при анализе процесса экструзии расплава ПС и построении температурного профиля потока [34. При этом было установлено, что влияние нагрева, обусловленного вязким трением, более существенно при продавли-вании полимера через капилляр при низких температурах (рис. 3.12), причем вдоль радиуса капилляра наблюдаются очень большие перепады температуры. Подсчитано также [9], что по мере увеличения температуры стенки максимальная и средняя температуры массы полимера снижаются, проходят через минимум, а затем приближаются к температуре стенки. Следовательно, и скорость реакции должна проходить через минимум. Кривая зависимости средней скорости деструкции от температуры (рис. 3.13) по форме аналогична кривой на рис. 7.30. Минимум на кривых почти совпадает с минимумом, определенным Арисавой и Портером [34 ]. Таким же способом были обработаны результаты выполненных ранее экспериментов на НК и ПИБ. Все кривые имеют и-образную форму с минимумом для НК между 65 и 100 С и для ПИБ — между 116 и 130 °С. [c.85]

После того как достигается однородный профиль температуры, озеро, очевидно, продолжает охлаждаться и конвективные течения достигают дна. Однородность таким образом устанавливается й поддерживается до тех пор, пока не будет достигнута тейпература максимальной плотности воды. Отмеченное явление никогда не происходит в озерах, расположенных в теплых климатических зонах, а озера здесь являются теплыми мономик-тичными.) Если температура вод поверхностного слоя снижается ниже 277 К, то аномальные вариации плотности воды от температуры предопределят, что эти более холодные воды станут менее плотными, приводя к увеличению стабильности, при которой температурный профиль показывает обратную стратификацию (см. рис. 2.19). Воды поверхностного слоя в конце концов замерзнут. Однако вследствие того, что этот более холодный слой расположен на поверхности, нижележащие слои будут иметь температуру около 277 К и не замерзнут. Таким образом водоем приобретет ледяной покров он образуется только тогда, когда вода озера, промерзающего до определенной глубины, потеряет достаточно тепла. Так, в большинстве водоемов Канады, расположенных в пределах Полярного круга, толщина льда может быть 2—3 м (рис. 2.22). Надо отметить, что лед эффективно защищает водные массы от ветрового перемешивания. [c.46]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология