Режимы идеального вытеснения поршневого потока

Рис. 1-5. Схема трубчатого реак-деляться длинои аппарата и скоростью ора идеального вытеснения, частиц, неодинаковой по сечению аппарата. Если рассматривать трубчатый реактор как аппарат идеального вытеснения (так называемый поршневой режим), то время пребывания молекулы в зоне реакции равно отношению длины зоны к продольной скорости. Турбулизация потоков и продольное перемешивание усложняют расчет времени пребывания. Здесь также вводится среднее время пребывания.

Динамический опыт должен проводиться в режиме идеального вытеснения ( поршневого потока ) [10], т. е. имеющиеся в слое частицы подвижной фазы должны полностью вытесняться поступающими с потоком частицами без их смешения. Такой режим возможен, когда в системе мала продольная диффузия частиц (по направлению потока). Особенно трудно устранить влияние продольной [c.89]

В трубчатых гомогенных реакторах скорость потока, как правило, весьма велика и гидродинамические условия соответствуют области развитой турбулентности. Можно принять, что для этих условий характерен так называемый режим идеального вытеснения, или поршневой режим, который заключается в следующем [c.35]

Полнота реакции, протекающей в газовом потоке при его прохождении через слой катализатора, связана со временем пребывания молекул реагента в зоне реакции. Известно, что различные части потока движутся с различными скоростями. Помимо общих условий, рассмотренных ранее, здесь добавляются застойные зоны между твердыми частицами. Оптимальное время обеспечивает наибольшую степень превращения. Гидродинамическая обстановка такова, что этому соответствует поршневой режим, режим идеального вытеснения. Лучше всего его можно осуществить в трубках малого диаметра однако следует иметь в виду условия теплообмена. [c.184]

Предельные модельные рабочие режимы именуются полное перемешивание и идеальное вытеснение . Для последнего понятия в отдельных случаях был бы удобен термин стержневой поток (но не поршневой , так как поршневой режим — определенная модификация псевдоожиженного состояния). [c.12]

Для решения этих уравнений задаются начальные условия. Реактор идеального вытеснения. Предполагают поршневой режим движения потока через аппарат отсутствие конвекционных потоков вещества и теплоты за счет теплопроводности. [c.299]

Рассмотрим бесконечно малое сечение толщиной трубчатого реактора, имеющего постоянную площадь поперечного сечения (рис. 21). Согласно модели идеального вытеснения, газ течет через выбранный элемент с постоянной объемной скоростью и (соответствующей линейной скорости 7, = /Мс). Если диаметр частиц катализатора ничтожно мал по сравнению с радиусом (примерно в 15 раз) и длиной (примерно в 100 раз) реактора, то отсутствуют поперечная и продольная диффузия и наблюдается поршневой режим течения газового потока в реакторе (его отличает плоский профиль скоростей, когда не зависит от радиуса реактора) [6, с. 390]. [c.109]

Уравнение (4.25) описывает изменение концентрации С г, /) в элементарном объеме Д У зоны вытеснения, но так как режим течения поршневой, то уравнение справедливо и для всего потока. Поэтому дифференциальное уравнение модели идеального вытеснения в общем виде записывают [c.102]

Правильное осуществление метода и надежность результатов могут быть достигнуты при условии, что процесс идет в режиме идеального вытеснения [756] ( поршневого потока [753]). Это означает, что имеющиеся в реакторе частицы должны полностью вытесняться поступающими частицами без их смешения. Такой режим возможен, когда в системе практически отсутствуют продольная диффузия частиц и диффузия вдоль сечения реактора, причем профиль скоростей в отдельных частях потока остается однородным. Выполнение этих условий должно обеспечиваться соответствующей конструкцией аппаратуры, размерами гранул катализатора и его количеством на этом мы остановимся ниже. [c.523]

Простейшие модели структуры потоков — модели идеального вытеснения и идеального перемещивания (рис. 29) [16]. Идеальное вытеснение или поршневой режим движения жидкости характеризуется равенством нулю градиента скорости потока в перпендикулярном направлении по отношению к вектору скорости и отсутствием перемешивания. Все частицы жидкости находятся в сооружении одинаковое время, равное отношению объема сооружения Уа к объемному расходу жидкости Уж [c.61]

Подчеркнем, что в общем случае близость гидродинамического режима к режиму полного перемешивания нельзя отождествлять со степенью однородности распределения трассера в аппарате. Так, при турбулентном движении жидкости в трубе в любом ее сечении поток можно считать однородным вследствие его интенсивного перемешивания, обусловленного турбулентной диффузией. Однако Р-кривые трассера в условиях турбулентного потока будут существенно отличаться от кривой в на рис. 20. Более того, эти кривые будут весьма близки к кривой поршневого режима (рис. 20, а). Последнее обусловлено тем, что скорость и осредненного движения вдоль оси трубы, как правило, значительно превосходит соответствующую скорость и пульсационного движения, так что скорости движения различных порций трассера вдоль оси трубы можно считать примерно одинаковыми. Соотношение между величинами и я и можно и в общем случае использовать для оценки близости гидродинамического режима к идеальным режимам полного перемешивания и вытеснения. Так, соотношение и и является необходимым условием осуществления поршневого режима, а гипотетический режим, в котором (а=1, 2, 3), можно, по-видимому, отождествить с режимом полного перемешивания. [c.166]

На основании сказанного выше можно дать и другую трактовку влияния уровня. смешения. Представим реактор с полным разделением в виде длинной трубки, в которой течет поток поршневого типа или установился режим идеального вытеснения с большим числом боковых выходов, размещенных на малых расстояниях один от другого (рис. УПЫЗ). Поток через эти боковые выходы отбирается таким образом, что общее рас- [c.323]

Промышленные реакторы отвечают данному разделению лишь с некоторой степенью приближения. Например, в трубчатых реакционных печах для соблюдения режима идеального вытеснения должен существовать так называемый поршневой режим, т. е. должны быть равны линейные скорости всех элементов потока. При существующем обычно турбулентном режиме эпюра распределения скоростей по диаметру трубы отличается от идеальной скорости по периферии трубы несколько меньше. При прямоточном движении сырья и крупногранулированного материала в реакторе колонного типа скорость твердых частиц в осевой части аппарата с приближением к его низу возрастает в результате равномерное движение реакционной смеси и соответственно глубина ее превращения также несколько нарушаются. [c.32]

Процессы в реакторах 4-7, 9—11 на рис. 4.1 протекают непрерывно. Рассматриваем режим течения потока через реактор без перемешивания. Профиль скорости по сечению потока принимаем плоским. Это возможно допустить, т.к. во многих реакторах масштаб отклонения много меньше масштаба реакционной зоны. Такой режим потока называют поршневым, или идеального вытеснения. Реактор представим в виде трубки сечением 8, через который проходит поток реакционной смеси величиной (рис. 4.33, в), по мере прохождения которого изменяются концентрации компонентов С. и, в общем случае, температура потока Т вследствие химических превращений. Одновременно с протеканием реакции возможен теплообмен с теплоносителем через стенку. Элементарный объем в этом случае (выделен на рис. 4.33, в) -участок длиной с1/ и объемом с1у = 8й1. В него с потоком входит компонент / в одном количестве КдЦ, а выходит в другом С. + с1С.). Источник вещества в выделенном объеме - химическое превращение ист/ 7)с1Ур. Процесс протекает стационарно (с1УУ./с1/ = 0), [c.157]

Процессы в реакторах 4-7 и 9-11 на рис. 2.1 - непрерывные. Рассмотрим режим течения потока через реактор без перемещи-вания. Профиль скорости по сечению - плоский. Это возможно допустить, если масштаб отклонений много меньше масштаба реакционной зоны, что во многих реакторах выполняется. Такой режим потока называют поршневым, или идеального вытеснения. Реактор представим в виде трубки сечением S, через которое проходит поток величиной Vq (см. рис. 2.40, в). Координата по направлению потока - /. По мере прохождения потока реакционной смеси вследствие химических превращений изменяются концентрации компонентов С, и в общем случае - температура потока Т. Одновременно может происходить теплообмен с теплоносителем через стенку. Элементарный объем в этом случае - участок толщиной d и объемом dv = Sdl. В него входит с потоком компонент i в количестве VqQ и выходит Vq( , + d ). Источник вещества в выделенном объеме - химическое превращение I Nfu j i = Щ(С, T)dVp. Процесс протекает стационарно dNj/dt = 0), объем реакционной смеси не меняется и уравнение [c.107]

В те.хнологически.х аппаратах потоки жидкостей и газов по своей структуре, как п]>авнло, занимают промежуточное положение между дву.мя предельным1[ случаями полного (идеального) вытеснения и полного (идеального) перемешивания. Случай полного вытеснения (поршневой режим движения среды) предполагает, что в любом поперечном сечении аппарата скорости перемещения всех частиц потока одинаковы. Вследствие такого распределения скорости в аппарате полного вытеснения последующие объемы движущейся среды не смешиваются с предыдущими, а время пребывания всех частиц потока в аппарате одинаково. [c.38]

Реактор идеального вытеснения и кинетическое изучение процесса в потоке. Реактор идеального вытеснения (рис. 6, а) является идеализированной моделью непрерывно действующих аппаратов йытеснения, в которых реакционная масса движется вдоль оси, вытесняя последующие слои. Условие его идеальности состоит в том, что каждый элемент потока в данном поперечном сечении аппарата движется вдоль оси с одинаковой линейной скоростью (поршневой режим). Это предполагает отсутствие торможения потока стенками или насадкой, а также отсутствие диффузионных явлений, из которых наиболее значительно продольное (или обратное) перемешивание. При стационарном режиме работы, т. е. при постоянстве скорости подачи и состава исходной смеси, а также условий теплообмена, каждый элемент потока пребывает в таком реакторе в течение одинакового времени, а концентрации и температура в каждом поперечном сечении остаются постоянными. При этом в отличие от периодического реактора концентрации веществ изменяются не во времени, а по длине аппарата (рис. 6,6). Это позволяет составить уравнение материального баланса для бесконечно малого элемента объема, поперечного потоку реагентов dFi= [c.55]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология