Модели реакторов неизотермические

Сравнение неизотермических моделей реакторов [c.327]

Для составления математической модели неизотермического реактора к уравнению (или уравнениям) материального баланса нужно присоединить уравнение теплового баланса в данном случае оно имеет форму уравнения (1,15) запишем его [c.43]

Таким образом, тепловой баланс реактора составляется, исходя из указанных общих соображений, для каждого конкретного случая. В частности, уравнения тепловых балансов для типовых моделей идеального перемешивания, идеального вытеснения, диффузионной, комбинированных адиабатических и неизотермических реакторов подробно рассмотрены в литературе [1, И, 22]. Построенные с учетом влияния теплообмена математические модели реакторов представляют собой системы уравнений, для решения которых следует применять АВМ и ЦВМ. [c.172]

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ ДЛЯ СИСТЕМ ЖИДКОСТЬ - ЖИДКОСТЬ И ЖИДКОСТЬ - ГАЗ [c.167]

Л. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОГО РЕАКТОРА [c.167]

Следует отметить, что рассмотренные выше случаи относятся к процессам с простыми единичными реакциями. Для более сложных процессов, В частности, неизотермических и процессов с реакциями выше первого порядка, а также с параллельными и последовательными реакциями, интегрирование уравнений диффузионной модели с целью выявления влияния продольного переноса на время пребывания является сложной в математическом отношении задачей, зачастую теряющей свою однозначность. Это обусловлено тем, что при указанных условиях распределение компонентов по длине реактора зависит не только от продольного переноса, но и от температуры, от порядка реакции и т. д. Поэтому решение относительно числа Пекле становится неопределенным. [c.75]

В некоторых случаях для построения фазового портрета системы достаточно знать, какова ее устойчивость в малом и каков характер поведения фазовых траекторий в удаленных частях фазовой плоскости. Рассмотрим подобные случаи, встречающиеся при исследовании моделей неизотермических реакторов. [c.125]

Анализ процессов в химическом реакторе будем проводить по мере их усложнения, обусловленное увеличением числа явлений, имеющих место в процессе. Рассматривая вначале изотермические процессы, а затем - процессы с явлениями теплопереноса (неизотермические), будем опираться на полученные выше математические модели (или, как принято говорить, изучать процессы в рамках этих моделей). [c.162]

Кроме системы дифференциальных уравнений материального баланса математическая модель неизотермического реактора содержит также дифференциальные уравнения теплового баланса каждой из фаз. [c.167]

Математическая модель неизотермического двухфазного жидкостного реактора (ДЖР), в котором протекает т реакций с участием п компонентов, представляет собой систему из 2п+2 обыкновенных дифференциальных уравнений вида [c.167]

Математическая модель неизотермического реактора отличается от соответствующих моделей изотермических реакторов наличием уравнений теплового баланса для обеих фаз. При этом обычно полагают Тс=Тц и, введя величину средней теплоемкости, объединяют [c.167]

Метод приведения математической модели неизотермического ДЖР к безразмерному виду удобно рассмотреть на примере противоточного неизотермического реактора, в котором протекает бимолекулярная реакция второго порядка. Математическая модель процесса в этом случае имеет вид [c.169]

При решении математической модели неизотермического ДЖР возникает ряд специфических задач, которые связаны с существованием градиента температуры по высоте аппарата или с возможностью возникновения такого градиента. Важнейшими из них являются определение оптимального распределения температуры по высоте реактора и изучение термической устойчивости и параметрической чувствительности системы. [c.171]

Глава 9. Математические модели неизотермических реакторов для систем жидкость — жидкость и жидкость — газ. ... [c.318]

Дэн и Лапидус изучали неизотермический неидеальный поток в реакторах с неподвижным слоем зернистого материала при помощи модели, состоящей из последовательных проточных реакторов идеального смешения. Их модель представляла собой двухмерную сеть реакторов различного объема и служила для описания характеристик реального трехмерного аппарата. Так как концентрация веществ при переходе из одного элемента модели в другой изменялась дискретно, разработанная модель оказалась особенно удобной для исследования процесса на цифровых вычислительных машинах. [c.278]

Математическая модель динамики химического реактора представляет собой систему балансовых уравнений, состоящую из уравнений материального баланса реактора по потокам, уравнений балансов по каждому из веществ, участвующих в реакции, а также уравнения теплового баланса (последнее включается в математическую модель, если реактор является неизотермическим). [c.36]

Сравнение неизотермических моделей реакторов. Количественную оценку моделей реакторов удобно провести методом сравнения наклонов кривых йх1й1 в координатах х—1, дифференцируя уравнения материального баланса реакторов в различных условиях теплообмена. [c.110]

Пример 7.1.5.1. Исследовался процесс окисления и-ксилола до и-толуиловой кислоты в реакторе газлифтного типа в неизотермических условиях. Требовалось по результатам полного факторного эксперимента построить математическую модель, отвечающую матрице планирования 2 . [c.617]

В данном разделе будет приведена математическая модель неизотермического химического реактора, предложенная в работе [169]. Рассматривается случай, когда твердые частицы непрерывно вводятся в реактор с псевдоожиженным слоем и выводятся из него. Предполагается, что твердые частицы имеют одинаковый размер, форму и физические характеристики. Используется допущение о том, что твердые частицы достаточно малы и сопротивлением тепло- и массопереносу внутри частиц можно пренебречь, а также, что псевдоожиженный слой можно разбить на две фазы газовые пузыри и плотную фазу слоя. Считается, что можно пренебречь изменением физических характеристик газа в результате изменения концентрации реагента и температуры газа и той частью объема псевдоожиженного слоя, которая занята расположенными вне газовых пузырей частями областей циркуляции газа. Предполагается, что весь газ сверх количества, необходимого Для минимального псевдоожижения, проходит через слой в виде пузырей, т. е. [c.235]

Модель неизотермического химического реактора. ... [c.264]

Применяемые в промышленности реакторы со стационарным монолитным или насыпным слоем катализатора, реакторы с движущимся или псевдоожиженным слоем, естественно, не могут быть даже приблизительно описаны простой одномерной моделью, так как для многих реальных реакторов отношение диаметра к их длине не может быть принято за малый параметр. Следует подчеркнуть, что теория одномерного реактора на данном этапе достаточно полно разработана только с учетом простейшей кинетики. Реальные промышленные процессы проводятся в изотермических, неизотермических или адиабатических условиях и характеризуются сложной многостадийной и многомаршрутной кинетикой. В будущем следует проверить работоспособность одномерной модели для случая сложной кинетики. [c.173]

Как уже отмечалось в п. 1, применение одномерной модели к расчету неизотермических реакторов с непрерывным теплообменом связано с серьезными и мало оправданными допущениями. [c.208]

В неизотермических системах температурные градиенты существенно влияют на работу реактора. При протекании реакции неизбежно возникают осевые градиенты вследствие тепловых эффектов реакции. Радиальные градиенты возникают, если отвод тепла осуществляется через стенку реактора, но они отсутствуют, если реактор работает в адиабатическом режиме. Эти температурные эффекты обычно могут быть введены в модель, хотя это приводит к увеличению времени вычисления. [c.143]

Изотермические представления о процессах при коксообразовании в реакторах с неподвижным слоем могут дать информацию об общих характеристиках коксообразования во многих системах, представляющих практический интерес. Это в особенности верно, если тепловой эффект реакции имеет небольшую среднюю величину или мал, как в большинстве реакций изомеризации, которые рассматривались в литературе и к которым эти модели применялись. Однако определенные явления, включая динамику неподвижных слоев, подверженных дезактивации,, могут быть полностью проанализированы только при использовании неизотермических представлений. Неизотермический анализ неизбежно осложняет систему вследствие необходимости введения дополнительных параметров. Наиболее важные из них — энергии активации для основной реакции и реакции дезактивации, поскольку их относительная величина определяет,, увеличивается или уменьшается отравление с изменением температуры в реакторе. Другие параметры (такие как теплоты адсорбции для различных веществ) могут стать существенными,, если данной системе соответствует кинетика Ленгмюра — Хиншельвуда. Необходимость введения различных дополнительных параметров будет отмечаться в соответствующих местах текста. [c.159]

Глава 3. Модели неизотермических реакторов с кипя щим слоем................ [c.4]

МОДЕЛИ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ С КИПЯЩИМ СЛОЕМ [c.144]

В этой главе нами рассматривается сначала модель неизотермического реактора с однородным кипящим слоем, а затем анализируется модель, учитывающая проскок ожижающего агента, обусловленный пузырями. [c.145]

В последнее время было предложено несколько неизотермических моделей двухфазных химических реакторов с неоднородным. кипящим слоем катализатора. [c.157]

Температурные границы для модели адиабатического реактора непрерывного действия, а также для модели неизотермического реактора без ввода и вывода частиц [184] могут быть получены непосредственно из (3.67) рассмотрением некоторых предельных случаев. Так, для адиабатического реактора 5г=0, 50=5]. Следовательно, [c.166]

Работы Амундсона с сотр. позволили исследовать математическую модель неизотермических реакторов с неоднородным кипящим слоем. Значительным результатом здесь является обнаружение сильного влияния неоднородностей на число стационарных режимов и их устойчивость. Определяющее влияние оказывает на работу реактора скорость межфазного обмена. [c.190]

В задачах оптимизации с помощью таких систем уравнений, как, например, (1.75), может быть исследовано влияние технологического режима процесса полимеризации в каскаде реакторов смешения или вытеснения на характеристики ММР, что в сочетании с перераспределением концентраций вдоль каскада (при создании неизотермического профиля каскада реакторов) или по длине реактора вытеснения может привести к существенным изменениям качества полимера. Профиль температур — фактор управления, эффективность которого зависит от типа модели. [c.62]

Модели реакторов с неоднородным кипящим слоем описаны в работах Слинько, Шеплева и др. Здесь особо следует выделить исследование моделей неизотермических реакторов с организованным кипящим слоем при усложенной кинетике химических реакций. Остановимся на этих исследованиях более подробно. [c.191]

Чаще всего реактор периодического действия моделируется гидродинамической моделью реактора идеального смешения. В таком реакторе возможна реализация изотермического и неизотермического режимов (профиля темлератур), широкого интервала давлений, начиная от глубокого разрежения до значительных давлений. В реакторах такого типа проводят реакции в растворе, суспензии, эмульсии, расплаве. Непригодны они для газофазных реакций. Особым случаем можно считать полунепрерывные режимы синтеза в газожидкостной системе. В этом случае реактор заполнен жидкой фазой и в него непрерывно подается газообразный мономер. Этот мономер растворяется в жидкой среде за счет интенсивного перемешивания или бар-ботажа и полимеризуется в ней. По мере накопления полимера подвод газа прекращается, и реактор разгружается. На этом принципе построены технологические процессы производства полиэтилена на катализаторах Циглера, полипропилена, полиформальдегида из мономерного формальдегида, тетрафторэтилена и др. [c.139]

Численное решение системы уравнений (9.31)—(9.34) при граничных условиях (9.35)—(9.40) всегда представляет собой краевую задачу, для решения которой могут быть использованы методы, описанные в разделе 7.2. Следует, однако, отметить, что система уравнений математической модели неизотермического реактора даже в простейшем случае одной реакции нулевого порядка не имеет аналитического решения, так как решение задачи связано с вычислением интегра.пов, которые не берутся в элементарных -Ьункциях. [c.171]

Изменение знака и дополнительный коэффициент в последнем члене уравнения (1,186) обеспечивают стехиометрию реакции, которая, следовательно, в этом случае дает у молей продукта на каждый моль израсходованного реагента. Конечно, если реактор не считать изотермическим, скорость реакции будет зависеть от трех параметров состояния (Т, Са, Св), и к уравнениям (1,18) нужно будет добавить третье уравнение типа (1,3). Пример такой модели можно найти в работе Лисрума, Джонсона и Лапидуса (1964 г.). Сабо и Дранову (1970 г.) при изучении неизотермических последовательных реакций также потребовалась система из трех уравнений. Большое количество изотермических систем сложной биологической природы описано Хиггинсом (1967 г.). [c.22]

Если бы мы знали точно значения всех элементов матриц А и У, входящих в уравнения (П.З.З), (П.3.9), (П.3.14) и др., то могли бы получить совершенно точные значения всех искомых констант для любой рассмотренной формы модели реакций и реакторов как для изотермических, так и для неизотермических условий проведения реакции. Но так как значения этих констант, подлежащих определению, заранее нам неизвестны, то даже при условии, что точно известна форма математической модели, мы не фогли бы вычислить всех производных, входящих в указанные расчетные выражения (П.З.З), (П.3.9) и др. [c.77]

Исследование химических процессов (особенно неизотермических реакций в потоке, что является наиболее распространенным случаем химической технологии) требует выяснения влияния изменения начальных условий (температура, соотнопгение концентраций и т. п.) на решение системы дифференциальных уравнений, представляющих собой математическую модель процесса. В данном разделе на примере реакции пиролиза метана в плазменной струе проведено такое исследование с помощью численного решения на электронной цифровой вычислительной машине. В работе 115] на математической модели плазмохимического процесса конверсии метана в ацетилен было изучено влияние начальной температуры Т (0), начально скорости V (0) плазменной струи и начальной концентрации метана (0) на максимум концентрации ацетилена Сз (г ), длину реактора Ь и другие величины. При этом было отмечено, что зависимость величин (г ), Ь и [c.52]

Неудивительно, что в последние годы появилось значительное количество работ, посвященных этой проблеме (их обзор можно найти, например, в книге [10]), в которых делаются попытки учесть случайный характер изменения таких величин, как температура, при которой происходит процесс химического превращения, скорость потока газа в реакторе и т. п. Детальный анализ предлагаемых в этих работах моделей [10] показал, что ни так называемые газодинами- ческие, ни молекулярно-кинетические модели не позволяют обойтись без привлечения каких-либо дополнительных физических гипотез, необходимых для замыкания получающихся бесконечных зацепляющихся уравнений для моментов случайных полей либо для функций плотности распределения вероятностей. Использование таких моделей служит исключительно практическим целям инженерного анализа, хотя и позволяет в ряде случаев приблизиться к пониманию тех физических явлений, которые определяют деталь ную структуру физико-химических процессов в турбулентной неизотермической среде. [c.204]

Исследования Гупало, Рязанцевым и другими моделей неизотермических реакторов привели к установлению принципиально нового вида неустойчивости. [c.191]

Энергетический уровень. Модели тепловых режимов реакторов строятся традиционными способами и различаются в зависимости от способа организации теплоотвода (изотермические, неизотермические, адиабатические, автотермические). Об особенностях исследования тепловой устойчивости при этом см. [36], о влиянии гидродинамики на теплопередачу для полистирола см. [127]. Особые осложнения при расчете ММР возникают в адиабатических процессах полимеризации, когда одновременно изменяются как концентрационные, так и тепловые поля в реакторной системе. Применительно к инициированной полимеризации стирала эти проблемы рассмотрены в ряде работ Н. С. Ениколопова с сотр. (см., например [128]), математические аспекты проблемы см. в [129]. [c.229]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология