Модели реакторов

Здесь снова следует отметить границы области, представляющей для нас интерес. Вопросами конструкции реакторов мы будем заниматься лишь попутно, так как эти вопросы являются слишком узкими п специальными. Наша цель — составить разумную математическую модель процесса и на ее основе разработать рациональную схему расчета. Слово разумная означает в данном контексте, что модель должна учитывать все характерные черты реактора, но не быть перегруженной деталями, иначе анализ п расчет процесса станут невозможны. Например, при составлении математической модели реактора с мешалкой можно предположить, что в реакторе достигается режим идеального смешения это даст рациональные методы расчета реактора и анализа его устойчивости и вопросов управления процессом. Далее мы можем исследовать способы описания характера смешения и посмотреть, как влияет неполнота смешения на характеристики ироцесса. Но мы не будем интересоваться формой лопасти мешалки или тем, как надо устраивать перегородки в реакторе для улучшения перемешивания. Четыре рассматриваемых тппа реакторов указаны на рисунке. [c.8]

Если время пребывания в реакторе соответствует времени завершения реакции, то полученное уравнение модели реактора идеального вытеснения полностью соответствует интегралу уравнений кинетики. [c.48]

ДВУХФАЗНАЯ МОДЕЛЬ РЕАКТОРА С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ КАТАЛИЗАТОРА [c.120]

При отсутствии продольного перемешивания (А = 0) мы приходим к модели реактора идеального вытеснения, для которой уравнение материального баланса имеет вид [c.17]

Распространенный тип реакторов представляет собой сосуд, в который подаются реагенты и из которого удаляются продукты реакции, а содержимое сосуда перемешивается так, чтобы состав и температура реагирующей смеси были как можно более постоянными по всему его объему. Далее слово реактор будет употребляться без уточняющих определений применительно к тому типу реакторов, который разбирается в этой главе реакторы других типов будут именоваться полностью. Прежде всего мы выведем основные уравнения для простейше модели реактора и покажем, как с их помощью решаются задачи проектирования реактора. Некоторые экономические вопросы, связанные с проектированием, приведут нас к задачам оптимизации и управления реактором. Задачи управления потребуют исследования поведения процесса в нестационарном режиме. В конце главы будут рассмотрены недостатки простой модели идеального смешения в реакторе и вопросы расчета двухфазных процессов. [c.149]

В книге излагаются основы исследования устойчивости режимов работы химических реакторов идеального смешения. Описывается процедура составления математических моделей реакторов. Для исследования устойчивости в малом и в большом используются методы качественной теории дифференциальных уравнений и методы Ляпунова. Применение различных методов иллюстрируется конкретными примерами. [c.4]

K = QI(T — — коэффициент теплопередачи. у.1, Xj —параметры в модели реактора неполного смешения, р, —параметр регулятора, пропорциональный р,. [c.212]

Исторически в исследованиях наибольшее распространение получил метод физического моделирования, согласно которому связи между физическими величинами устанавливаются только в пределах данного класса явлений. В таком случае основные уравнения, опис ыв щие процесс, преобразуются в группу критериев подобия, которые являются инвариантными к масштабам реактора. Это позволяет результаты исследований на модели переносить (масштабировать) на промышленный аппарат. Поскольку химический процесс характеризуется одновременно р личными классами физических и химических явлений, то при физическом моделировании его с изменением масштаба физической модели реактора инвариантности критериев подобия достичь не удается. Стремление сохранить при изменении масштабов постоянство одних критериев приводит к изменению других и в конечном счете к изменению соотношения отдельных стадий процесса. Следовательно, перенос результатов исследования с модели реактора на его промышленные размеры становится невозможным. При математическом моделировании указанное ограничение автоматически снимается, так как необходимости в переходе от основных уравнений к форме критериальной зависимости здесь нет, нужно иметь лишь описание химического процесса, инвариантного к масштабам реактора. При этом количественные связи, характеризующие процесс, отыскиваются в форме ряда чисел, получаемых как результат численного решения на электронных вычислительных машинах. [c.13]

Pi, р2 —параметры модели реактора неполного смешения, f — степень полноты реакции. [c.212]

Как мы уже неоднократно отмечали, поставленная задача заключается не в том, чтобы научить читателя вычислять что угодно, и объяснить ему все математические тонкости рассматриваемых проблем, а в том, чтобы дать читателю общее представление об этих сложных явлениях и показать, как они связаны с качественными чертами математической модели реактора. [c.287]

Математическое описание модели реактора периодического действия. [c.59]

Физическая модель. Реактор полного смешения — это проточный аппарат, в котором обеспечивается мгновенное и полное смешение поступающих частиц и уже имеющихся в нем. В результате смешения начальных и конечных компонентов в реакторе, концентрация исходных веществ в реагирующей массе будет ниже их концентрации на входе. [c.15]

Рассмотренный способ преобразования к безразмерным переменным легко обобщается для систем, состоящих из трех и более уравнений. Конкретные примеры применения этого способа содержатся во И главе, где составляется ряд математических моделей реакторов идеального смешения. [c.22]

Уравнение (П.З) является математической моделью реактора полного смешения. Для расчетов это уравнение удобно преобразовать к несколько иному виду. [c.16]

Уравнение (П.9) является математической моделью реактора полного вытеснения. [c.19]

Статистически полученные выражения для / и F и выражения для этих же функций по уравнениям (11.19) и (11.22) одинаково описывают закон распределения времени пребывания частиц в идеальных моделях реакторов. [c.27]

Математически ячеистая модель реактора, исходя из уравнения (П.З), описывается системой из N линейных дифференциальных уравнений [c.81]

МОДЕЛИ РЕАКТОРОВ С РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ [c.117]

Двухфазная модель реактора с псевдоожиженным слоем катализатора является сравнительно новой и разработку ее основных положений пока нельзя считать законченной. Экспериментальные исследования с целью проверки теории двухфазной модели малочисленны и их результаты в известной мере противоречивы. Это, в первую очередь, относится к определению величин скорости газа в плотной и газовой фазе. [c.131]

Типы ячеистых моделей реакторов с насадкой [c.176]

Модели реакторов с рециркуляцией. ... Глава VI. Двухфазная модель реактора с псевдоожиженным [c.176]

Удобной рабочей моделью реактора с неполным перемешиванием является многосекционный аппарат, представленный на рис. УШ-ЗЗ. Разделение реакционного пространства перегородками на большое число секций становится причиной того, что перемешивание приобретает локальный характер. Для упрощения математического описания примем, что внутри каждой секции перемешивание полное и никакого переноса массы между секциями, кроме обусловленного основным потоком реагентов, не происходит. Такой многосекционный реактор будет эквивалентен рассмотренному выше каскаду реакторов полного перемешивания. [c.322]

Рис. 1Х-5. Построение математических моделей реакторов-.

Глава II. Математические модели реакторов [c.2]

Построение математической модели реактора состоит из нескольких этапов. [c.15]

В первой из них в компактной форме излагается тот минимум сведений по химической кинетике и теории химических реакторов, который необходим для составления математических моделей реакторов. Здесь же описывается процедура составления таких моделей и приводятся некоторые математические сведения, в основном по качественной теории дифференциальных уравнений. [c.8]

Во второй главе книги рассматривается составление ряда конкретных моделей реакторов идеального смешения, устойчивость которых исследуется в последующих главах. [c.8]

В пятой главе книги кратко излагаются основы второго метода Ляпунова и рассматривается его применение к некоторым моделям реакторов. [c.9]

Первым шагом при теоретическом исследовании процессов, происходящих в реакторах, должно быть создание математической модели реактора. [c.15]

Чтобы составить математическую модель реактора радикальной полимеризации, напишем уравнения материальных балансов по мономеру, радикалу, инициатору (приняв, что на вход реактора подается смесь мономера и инициатора), а также уравнение теплового баланса, учитывая тепловыделение лишь в реакции роста цепи. [c.50]

Рассмотрим вкратце физический смысл, который могут приобрести вышеприведенные понятия при исследовании динамики химического реактора. Если математическая модель реактора представляет собой систему обыкновенных дифференциальных уравнений, то роль переменных х,, Х2,. .., х играют концентрации реагирующих веществ и температура в реакторе. [c.24]

Недостаток места не позволяет нам провести исследование реакторов с кипящим слоем. Исследование всех типов реакторов ведется по одному принципу, хотя объем каждой части исследования варьируется от одного тина реактора к другому. Прежде всего ставится модель реактора, выводятся описывающие ее уравнения, и тогда становится ясным характер задач расчета реактора. Там, где это возможно, рассматриваются вопросы оптимального проектирования реактора. Часто случается, что провести оптимальный расчет не сложнее, чем обыкновенный. Даже еслп найденное оптимальное решение неосуществимо на практике, оно всегда дает напвысшие возможные показатели процесса, к которым надо стремиться при реальном проектировании реактора. Расчет реактора связан, в первую очередь, с решением стационарных уравнений. В то же время важно изучить поведение реактора в нестационарном (переходном) режиме, так как найденный стационарный режим может быть неустойчивым. В последнем случае необходимо либо отказаться от проведения процесса в этом режиме, либо стабилизировать его с помощью надлежащего регулирующего устройства. В конце каждой главы мы возвращаемся к анализу допущений, сделанных нри постановке модели реактора, и исследуем влияние отклонений от идеализированной модели на характеристики процесса. [c.10]

Были предложены и другие модели реакторов неполного смешения, наиример, модель реактора с байпасом части реагирующей смесп и модель параллельно включенных реакторов с различными временами контакта. С помощью таких моделей можно объяснить функции распределения времени пребывания в реакторе, определяемые экспериментально в опытах с трассирующим веществом. Эти функции распределения можно использовать при расчете реакций первого порядка. Как мы уже видели, в случае реакций с порядком, отличным от первого, недостаточно знать только функцию распределения времени пребывания в реакторе. Однако в отсутствие более полной информации о процессе можно и в этом случае использовать ири расчете полученную функцию распределения, если доказано, что результат расчета сравнительно мало зависит от изменений неизвестных параметров. Этот вопрос подробно рассмотрен в книге Левеншниля, упомянутой в библиографии (см. стр. 213). [c.204]

Расчет всех типов трубчатых реакторов должен базироваться на правильно сформулированных уравнениях материального п энергетического балансов (простейшие из них выведены в разделах 1Х.1—1Х.З) и разумных принципах расчета (раздел IX.4). Далее мы обсудим некоторые задачи оптимального проектирования. Хотя найденные нами оптимальные решения (раздел IX.5), не могут быть практически реализованы, они дают наиболее высокие возможные показатели процесса, к которым надо стремиться при детальном проектировании реактора. Соотношение между теоретическим и практическим оптимальным расчетом мы обсудим, исследуя в разделе IX.6 реакторы с прямоточными и противоточными тенлообменнп-ками. В разделе IX.7 будут затронуты некоторые проблемы устойчивости и регулирования трубчатых реакторов. В конце главы мы рассмотрим некоторые усложнения простой одномерной модели реактора и исследуем влияние продольного перемешивания и поперечного профиля скоростей (разделы IX.8 н IX.9). Структура главы показана на рис. IX.1. [c.256]

В книге изложены математические и физико-химические основы моделей химических реакторов. Рассмотрены модели идеального смешения и идеального вытеснения, диффузионная и ячеистая модели, комбинированные модели, двухфазная модель реактора с псевдоожиженным слоем катализатора, статистические модели. Знач>1тельное внимание уделено физической интерпретации процессов в реакторах, составлению основных уравнений, выбору граничных и начальных условий, качественному и количественному анализу типов моделей. [c.4]

Физическая модель. Реактор полного вытеснения — это проточный аппарат, в котором каждое сечение потока движется строго параллельно самому себе без какого-либо конвективного или диффузионного смешения частиц с соседним сечением потока. По форме такое движение потока можно рассматривать как движение поршня в трубе . В реакторе такого типа концентрация в началь-ном се равна вхдаой и Р- [c.17]

Ячеистая модель в виде совокупности последовательно соединенных ячеек-реакторов полного смешения во многих случаях, особенно для реакторов с насадкой и жидкостньш потоком, не дает удовлетворительных результатов при объяснении как явлений переноса веш е-ства, так и скорости химического процесса. В частности, с помош ью ее не удается объяснить для таких реакторов сильно асимметричный характер кривых дифференциальной функции распределения времени пребывания. Поэтому был предложен ряд ячеистых моделей реакторов с неподвижным слоем катализатора (насадки) [52—54, 83, 101, 109, 123, 1291. [c.95]

Рис. 39. Схема модели реактора с бай-пасированпем части потока в впде короткозамкнутых циклов.

Рис. 41. Схема физической моде- Рис. 42. Элемент объема двух-ли двухфазной системы псевдо- фазной модели реактора с псев-ожиженного слоя. доожижеиным слоем катализатора.

В некоторых случаях систему (11,51) можно приближенно заменить системой двух уравнений. Такой случай, например, имеет место, если концентрация одного из реагентов, допустим, 4, значительно превышает концентрацию другого, и изменением Сд в ходе реакции можно пренебречь. Тогда для тех промежутков времени, в течение которых можно не принимать во внимание расходование вещества А, модель реактора сведется к уравнениям (11,516), (11,51в), где х будет рассматриваться как постоянная величина. Полученная таким путем система сходна с системой (11,47) для л = 1 и, как можно убедиться, надлежа1цей заменой переменных может быть приведена к точно такому же виду. [c.48]

Методы кибернетики в химии и химической технологии (1971) -- [ c.0 ]

Методы кибернетики в химии и химической технологии (1971) -- [ c.0 ]

Введение в теорию и расчеты химических и нефтехимических реакторов Изд.2 (1976) -- [ c.200 ]

Методы кибернетики в химии и химической технологии (1985) -- [ c.277 , c.300 , c.334 ]

Методы кибернетики в химии и химической технологии 1968 (1968) -- [ c.0 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология