Поток адиабатический

В нестационарных методах коэффициент теплоотдачи является функцией температуры стенки модели, температуры потока (адиабатической температуры) и времени. Если температуры потока известны, то задача измерения коэффициента теплоотдачи существенно упрощается. Рассмотрим некоторые нестационарные методы. [c.41]

Примером колонного реактора адиабатического тина с неподвижным слоем катализатора является реактор для синтеза этилового спирта прямой гидратацией этилена. Вследствие положительного теплового эффекта реакции темиература газового потока повышается при прохождении через реактор, однако она пе превышает допусти- [c.281]

При расчете процесса дросселирования определяют не только доли отгона или конденсации смеси и составы образовавшихся фаз, но и понижение температуры уходящих потоков. Исходными данными для расчета процесса дросселирования являются состав сырья, начальные давления и температура и давление после дросселирования. Расчет выполняют путем совместного решения уравнений (1.13) и (1.14), а также уравнения теплового баланса адиабатического процесса расширения смеси [c.64]

Мы рассмотрим только задачу расчета двух- и трехстадийного реактора с подогревом перед первым адиабатическим слоем.Полная массовая скорость потока равна 7731 кг/ч такое количество исходной смеси заданного состава дало бы нри полном превращении 50 т 100%-п серной кислоты в день. Принятая система обозначений показана на рис. 111.16. Масса катализатора в п-м слое равна [c.243]

Тепловой баланс процесса будет наиболее простым, когда отсутствует теплообмен с окружающей средой (следовательно, режим адиабатический и элемент процесса не совершает никакой полезной работы, т. е. выполняет только связанную с перемещением объема работу). В этом случае, подобно зависимости (5-27), суммы энтальпий потоков на входе и выходе равны (рис. 5-2) [c.51]

Обвод применяется при адиабатическом проведении экзотермических реакций совместно с последовательным включением аппаратов. На рис. 13-31 показана такая схема включения, причем высокая температура здесь уменьшается при смешении с холодным потоком. [c.287]

Рис. 111-23. Характер оптимального температурного профиля ступенчатого адиабатического реактора с подачей на ступени части исходного холодного потока сырья.

Такой способ деления реакционной зоны на части, в которых условия проведения процесса различны, называется секционированием аппарата. На рис. 1Х-74 нанесена кривая равновесных концентраций аммиака в зависимости от температуры (р = 300 ат). Газы поступают в реактор из теплообменника при температуре 450°С. Реагируя в первой секции реактора (первый слой катализатора), газы нагреваются в результате выделения теплоты реакции в условиях, близких к адиабатическим реакционная смесь почти достигает состояния равновесия, обозначенного точкой Л (/ 635 °С). После прохождения через первый слой катализатора газы снова охлаждаются до температуры 450°С. Во второй секции, где происходит дальнейшее превращение, реакционная смесь приближается к состоянию равновесия, соответствующего точке В на кривой. В дальнейших этапах проведения процесса достигаются состояния, близкие к точкам С, О и Е. Как следует из рис. 1Х-74, высота слоев катализатора в направлении движения потока возрастает, поскольку скорость превращения уменьшается очень быстро. [c.424]

В адиабатических условиях член, определяющий теплопередачу, исключается, непосредственно определяется соотношение между Т и л и уравнение реакции в потоке легко интегрируется. [c.154]

При работе двигателя на бензине с октановым числом 40 и впрыскивании в цилиндры 50% по массе (по отношению к бензину) воды детонационная стойкость бензина была повышена на 18 пунктов. С повышением октанового числа исходного бензина антидетонационный эффект от впрыска воды несколько уменьшался. Впрыскивание 10%) воды по отношению к массе бензина эквивалентно повышению октанового числа бензина на 3—4 пункта. Температура паровоздушной смеси при адиабатическом испарении охладителей в потоке воздуха при давлении, незначительно отличающемся от атмосферного, может быть определена из уравнения [c.54]

При определении показателя политропы т по формуле (VI.27) условно принимается, что впрыскиваемая вода в потоке воздуха испаряется полностью, а теплоемкость паровоздушной смеси Срт равна теплоемкости сухого воздуха, что не соответствует реальным условиям испарительного охлаждения впрыскиваемая вода в потоке воздуха испаряется не полностью, а теплоемкость паровоздушной смеси в адиабатическом процессе сжатия меняется. [c.140]

При определении доли испарившейся воды х в потоке воздуха (газа) принимаем, что процесс теплообмена между распыленной водой и проходящим воздухом (газом) протекает адиабатически. За счет теплообмена между воздухом (газом) и распыленной водой температура рабочего тела снижается на величину А(. [c.146]

Примером технологического процесса, в котором тепло реакции отводится лишь за счет охлаждения потоков, подаваемых в реактор, является так называемый процесс полимеризации в адиабатическом реакторе [53]. Из уравнения теплового баланса для такого реактора следует, что [c.311]

В промышленных условиях платформинг проводят с осевым или радиальным потоками реагирующей смеси, причем реакторы в обоих случаях можно считать адиабатическими, а потоки в них — стационарными и идеального вытеснения. Тогда структура математического описания процесса (уравнениями материальных и теплового балансов) будет такой же, как и выше (см. стр. 114). [c.146]

Рис. 45. Распределение объемов катализатора И потоков водородсодержащего газа в про-мышленном многослойном адиабатическом реакторе гидрокрекинга

Когда реакция протекает адиабатически, т. е. в условиях, когда стенки реактора изолированы настолько хорошо, что потери тепла в направлениях, перпендикулярных потоку, пренебрежимо малы. В этом случае температура будет возрастать или снижаться вдоль оси реактора в зависимости от того, является ли реакция экзотермической или эндотермической, причем характер изменения легко определить, зная теплоту реакции. Для этой цели составляется тепловой баланс, учитывающий изменение температуры от входа в реактор до заданного поперечного сечения в зависимости от величины переменной у, которая характеризует степень превращения в этом поперечном сечении. Константа скорости (зависимость которой от температуры предполагается известной) таким образом становится функцией у, после чего интегрирование указанных уравнений может быть осуществлено либо численными, либо графическими методами. Эти методы описываются в Приложении И к настоящей главе [c.51]

Найдем теперь скорости отвода тепла из системы Qr. Сначала предположим, что система находится в адиабатических условиях, т. е. не происходит отвода тепла через стенки. В этом случае Qr равна скорости отвода тепла с потоком жидкости или газа, выходящих из реактора, т. е. [c.157]

Гидравлические ударные волны могут вызывать мгновенное сжатие пузырьков с нагреванием заключенного в них газа до адиабатических температур сжатия. Как показали исследования [9], при бурном вскипании жидкого кислорода, когда скорость потока достигает 10 м/сек и более, давление в прямой ударной волне может повыситься до 10,0 Мн/м (100 кГ/см ), а [c.29]

Прежде всего следует определить границы системы, для которой составляется баланс. При составлении теплового баланса нужно учесть, что процесс может быть адиабатическим, либо неадиабатическим. Для математического описания системы нужны термодинамические величины — давление, температура, объем и концентрация. Если процесс происходит при переменном объеме, то система либо сама совершает работу, либо работа совершается над системой. Система может быть замкнутой или открытой с проходящим через нее потоком массы. [c.149]

Если к этим температурам прибавить разность температур, соответствующую потоку, в котором не протекает химическая реакция, то получим температуры адиабатического процесса отсюда можно легко определить количество тепла, выделяющегося вследствие реакции, и рассчитать степень превращения. [c.182]

Исследование устойчивости адиабатического слоя можно распространить также на случай, при котором в потоке имеется продольное перемешивание. В работе Лин Шин-лина и Амундсона з изучалось влияние продольного перемешивания на профили температур и концентраций в случае одного или нескольких устойчивых состояний. Авторы рассматривали простую необратимую химическую реакцию первого порядка типа А В. [c.285]

Состояние при и = О называется индифферентным. Для бесконечно длинного реактора оно ни устойчиво, ни неустойчиво. Движение профилей исследовано в [4, 5] численным моделированием и экспериментально при окислении СО в адиабатическом реакторе со стационарным слоем платинового катализатора [12]. Результаты эксиериментальных исследований показывают, что при скорости реакционного потока г = 6 см/с в реакторе устанавливается индифферентный профиль деформации. Этот профиль перемещается к началу слоя при уменьшении V. Перемещение зоны зажигания может быть также вызвано быстрой дезактивацией катализатора за счет адсорбции на его поверхности каталитических ядов [13, 14], а также из-за возникновения локальных перегревов [15—17]. [c.285]

Математическое описание реактора синтеза метанола содержит описания процессов, протекающих в адиабатическом слое катализатора, а также процессов смешения холодного и горячего газовых потоков при входе в слой катализатора. [c.328]

Определение коэффициента теплоотдачи по безразмерному времени Роо. Время т,,, по которому рассчитывается Гоо = атд/б , определяется но опытной кривой (рис. И). Имеется однозначная зависимость В = / (Роо) (30), пользуясь которой определяется величина критерия В1. Эта зависимость представлена в таблице. Таким образом, для измерения коэффициента теплоотдачи достаточно найти из опыта время Используя результаты того же опыта, можно определить температуру потока (адиабатическую температуру). Для этого на опытной кривой (рис. 11) берем дополнительную точку в области за точкой А и рассчитываем комплекс Ч В (Ро — Роо). Уравнение (34) позволяет найтн безразмерную температуру 0, через которую легко вычислить ( ад) [c.43]

Давление на внутреннем радиусе ядра ро = 0,65 ama, на внешнем его радиусе = 0,8 ama, бесконечном удалении р = 1 ama. Там же температура = 300°К. При расчете принимать для ядра = - = onst, а во внешнем потенциальном потоке — адиабатический закон. [c.294]

При вьтолиении условия (7-5) имеет место симметричный разогрев пластины постоянными тепловыми потоками (адиабатический разогрев пластины). Вершина параболы в этом случае находится в точке х= 1Я/2 (кривая 2). [c.168]

По направлению потоков адиабатические реакторы в свою очередь делятся на аппараты с аксиальным движением потоков сверху вниз и с радиальным — от периферии к центру. Реакторы с радиальным потоком применимы главным образом в парогазовых процессах, так как при наличии жидкой фазы возможно накапливание жидкости и нарушение нормальной работы. Фазовое состояние газосырьевой смеси влияет также на конструкцию распределительных устройств, выполняемых в реакторах нарожидксстных процессов в виде специальных тарелок, отсутствующих в реакторах парогазовых процессов. [c.108]

Четыре рассматриваемых типа реакторов связаны между собой как в физическом, так и в математическом отношении. Реактор с принудительным перемешиванием, или реактор идеального смешения, отличается от трубчатого реактора как по конструкции, так и по описывающим его уравнениям однако трубчатый реактор с достаточно интенсивным продольным перемешиванием потока приближается к режиму идеального смешения. Периодический реактор представляет собой реактор идеального смешения, в котором существует проток реагентов, но описывается он теми же уравнениями, что и простейшая модель трубчатого реактора. Термин адиабатический относится скорее к режиму реактора, чем к его конструкции, так как и реактор идеального смешения, и трубчатый, и периодический реактор могут быть адиабатическими. При исследовании различных типов реакторов нельзя в равной мере дать характеристику каждого реактора — частично из-за того, что различные вопросы изучены неодинаково полно, а частично из-за того, что некоторые проблемы трудно изложить на том доступном уровне, которого мы собираемся придерживаться в этой книге. Например, нестационарные уравнения для реактора идеального смешения являются обыкновенными дифференциальными уравнениями, и мы можем провести их анализ достаточно полно. Стационарный режим трубчатого реактора уже описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями, а для описания его поведения в нестационарном режиме требуются дифференциальные уравнения в частных производных, анализ которых представляет весьма трудную задачу. Там, где это возможно, мы стараемся представить результаты более глубокого лнализа сложных задач в виде качественных описани11 и графиков, [c.10]

Существует два основных метода охлаждения реагирующей смеси между стадиями адиабатического процесса. С конструктивной точки зрения проще всего смешивать реагенты с байпасной частью исходной смеси. Не обязательно использовать холодное сырье можно вводить в реактор холодное инертное вещество, разбавитель нли смесь какого-либо иного состава. Например, в процессе окисления двуокиси серы используется подача холодного воздуха. В любом случае недостатком такого метода является то, что реагирующая смесь, в которой уже достигнута некоторая степень превращения, разбавляется пепрореагировавшим веществом. Альтернативным методом является охлаждение в промежуточном теплообменнике, где состав реагирующей смеси совсем или почти не меняется. Для каталитических реакций скорость процесса в отсутствие катализатора пренебрежимо мала поэтому, скажем, из реактора с неподвижным слоем газовый поток можно направлять во внешний теплообменник, а затем возвращать в следующий адиабатический слой без заметного изменения степени полноты реакции. В гомогенно-каталитическом процессе реакция может происходить и в теплообменнике, тогда теплообменник можно рассматривать как неадиабатический трубчатый реактор. [c.216]

Для последовательности адиабатических реакторов идеального смешения мы рассмотрим только одну задачу оптимизации. Пусть требуется получить максимальную конечную степень полноты реакции в последовательности N реакторов одинакового объема V путем надлежащего распределения байпаса исходной смеси. Эта система представлена на рис. VIII.3 здесь снова принята нумерация реакторов от конца последовательности к началу д — полный объемный расход сырья и — объемная скорость потока в тг-м, считая от конца, реакторе. Таким образом, исходная смесь делится на поток подаваемый в Л -й реактор, и байпасный поток (1—д. Этот байпасный поток служит для охлаждения реагирующей смеси, выходящей из п-го реактора, до подачи ее в (и—1)-й реактор, путем добавления холодного сырья с объемной скоростью п = М, N — 1,. . ., 2). Таким образом [c.219]

Основными реакционными аппаратами установок (или секций) каталитического риформинга с периодической регенерацией кат< (лизатора являются адиабатические реакторы шахтного типа со стационарным слоем катализатора. На установках раннего по — колэния применялись реакторы аксиального типа с нисходящим или восходящим потоком реакционной смеси. На современных высокопроизводительных установках применяются реакторы только с радиальным движением потоков от периферии к центру. Радиальные реакторы обеспечивают значительно меньшее гидравлическое сопротивление, по сравнению с аксиальным. [c.195]

Иногда применяют и другой вариант стуие1Н1атого адиабатического реактора с охлаждением реагирующей смеси между стуисиямп путем распределения между ними части исходного холодного потока сырья. Прн этом между ступенями уменьшается ие только температура реагирующей смеси, но и степень превращения вследствие разбавления последней смесью исходных веществ Графическое изображение получаемого рел<нма ступенчатого реактора в координатах степень иревращення — температура показатю на рис. Н1-23. [c.128]

При возбуждении ударной волны в химически реагирующем горючем газе под влиянием адиабатического сжатия смеси наряду с ударной волной возникает волна горения. Совокупность этих волн представляет собой детонационную волну. В детонационной волне потери на трение и теплоотдачу при ее движении по трубе компенсируются энергией, выделяющейся в волне горения. Благодаря этому при распространении по трубе детонационной волны становится возможным стационарный режим, когда скорость детонации (О) остается постоянной. Условие существования стационарного режима определяется правилом Чемпена — Жуге, согласно которому стабильность детонационной волны достигается, если скорость потока сжатого газа за фронтом детонационной волны равна или выше скорости звука в этом газе. Правило Чемпена — Жуге позволяет найти на адиабате Гюгоньо точку с такими значениями Рг и Уг, которые обеспечивают стабильность детонационной волны и позволяют вычислить скорость детонации В [c.141]

Очень большое влияние на ход химического превращения оказывают условия теплообмена. Если температура практически одинакова во всем реакционном пространстве и равна температуре потока питания, то реактор называется изотермическим. Его проти положностью будет адиабатический реактор с практически полным отсутствием теплообмена между реакционным пространст- вом и окружающей средой. Температура реагирующей смеси в этом случае зависит непосредственно от теплового эффекта реакции. Умеренный теплообмен между реакционным пространством и окружающей его средой характерен для неизотермических реакторов. [c.290]

Температура промышленных процессов риформинга обычно находится в интервале 450—530°С. С повышением температуры ускоряются все основные реакции. При этом рассмотрение кинетики процесса затрудняется параллельно протекающими разнородными реакциями (ароматизации, гидрокрекинга и др.), во многом зависящими от температуры в реакционной зоне аппарата. Как было показано выше, процесс риформирования в целом эндотермичен и требует межступенча-того подогрева газосырьевого потока. Температурный режим реакторов промышленных установок близок к адиабатическому. [c.13]

Иванов Е. А., Б е с к о в В. С., С л и н ь к о М. Г., Число стационарных решений и устойчивость адиабатического процесса в потоке с продольным смешением, 1еор. основы ли > , те.чпол., , Л" 4. 489 (1967). [c.181]

На рис. 69 на оси ординат представлено изменение адиабатического коэффициента мощности при работе компрессора без охлаждения слева от оси ординат — значение Т1ад при внешнем охлаждении цилиндров, а справа — при охлаждении газа впрыскиванием воды в поток. [c.171]

Коммершел Солвент , проводящей нитрование пропана азотной кислотой в паровой фазе, отвод тепла осуществляется путем пспа-ренпя части азотной кислоты, поступающей на нитрование. Основным аппаратом установки является реактор, представляющий собой вертикальную трубу, разделенную па несколько секций. В поток подогретого до 430° пропана, вводимого в верхнюю часть реактора, вместе с производственным паром впрыскивается распыленная жидкая азотная кнслота, на испарение которой и затрачивается избыточное тенло реакции. В случае адиабатического ведения процесса концентрация применяемой азотной кислоты составляет 75—78%. [c.128]

Быстрое движение частиц об условливает равномерное распределение температуры в слое, в результате чего устраняются локальные перегревы, имеющие место в реа.ктор.ах вытеснения с неподвижным слоем твердых частиц. Это дает существенные преимущества при проведении реакций в адиабатических условиях, когда температура процесса определяется теплотой самой реакции. В реакторе с псевдоожиженным слоем отвод тепла для снижения температуры до заданного уровня осуществить труднее, чем в реакторе с неподвижным слоем, поскольку в нем сложнее создать необходимую поверхность теплообмена без снижения эффективности псевдоожижения. Конечно, могут быть использованы раз.бавленные среды, о.днако, это может привести к снижению скорости реакции. Еще одним недостатком такого реактора является истирание катализатора, в результате которого в газовый поток попадает пыль. [c.20]

Устойчивость реакторов с полным перемешиванием для гомогенных процессов являлась предметом изучения многих исследователей. Система в этом случае описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями первого порядка. В случае гетерогенных каталитических процессов задача сильно усложняется. Модель реактора с неподвижным слоем катализатора рассматривали Лин Шин-лин и Амундсон Анализировался адиабатический реактор, в котором отсутствует радиальный тепло- и массоперенос. Выло принято также, что тепло- и массоперенос в осевом направлении осушествляются только за счет вынужденной конвекции. Скорость потока считалась равномерной по всему сечению реактора, а влияние длины реактора и изменения температуры на скорость потока — пренебрежимо малыми. Тепло- и массообмен происходил на пористой поверхности зерен катализатора. Исследовалась необратимая реакция первого порядка типа А—-В. Более сложные реакции также могут быть рассмотрены с помошью этого метода без введения дополнительных параметров. Полученная система дифференциальных уравнений была решена методом характеристик. [c.262]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология