Модели идеального вытеснения и смешени

При прохождении кривой селективности через максимум можно подобрать оптимальную комбинацию моделей идеального вытеснения — смешения и выбрать относительную степень превращения в каждом реакторе или относительное время пребывания либо оптимальный подвод реагентов (см. стр. 264). [c.189]

Модель идеального вытеснения. Условия физической реализуемости этой модели выполняются в случае поршневого потока (рис. П-11), когда предполагается, что в направлении его движения смешение полностью отсутствует, а в направлении, перпендикулярном движению, происходит идеальное смешение. Уравнение, описывающее изменение концентрации в зоне идеального вытеснения, имеет вид [c.57]

Однопараметрическая диффузионная модель значительно лучше, чем модель идеального вытеснения, соответствует условиям в реальных аппаратах химической технологии, в которых перемещение веществ проводится по принципу вытеснения, например, в трубчатых реакторах, противоточных аппаратах и т. д. Недостатками этой модели являются сложность постановки граничных условий и необходимость предварительной оценки коэффициента продольного смешения. [c.58]

При т = 1 ячеечная модель переходит в модель идеального смешения, а при т = оо — в модель идеального вытеснения. [c.231]

Массообмен в напорном и дренажном каналах определяется конвекцией и диффузией. Структура потоков в этих каналах может приближаться к предельным моделям идеального вытеснения или смешения чаще же она представляет более сложную модель, учитывающую влияние продольного и поперечного перемешивания. Массоперенос в мембране определяется типом мембраны (см. гл. 1) и может быть только диффузионным или же диффузионным и фазовым одновременно, как в пористых мембранах и пористой основе асимметричных мембран. [c.157]

Как указывалось в главе VI, для зернистого слоя характерно практическое отсутствие смешения вещества в направлении, обратном движению потока. Поэтому реакторы с неподвижным зернистым слоем катализатора хорошо описываются моделью идеального вытеснения. Проточные аппараты с однофазным потоком могут рассчитываться [c.283]

Модель идеального вытеснения 2 — модель идеального смешения 3 — диффузионная модель. [c.89]

Рассмотрим две крайние модели реактора модель идеального вытеснения и модель идеального смешения. [c.100]

Модель идеального смешения (проточный реактор). В модели идеального смещения время завершения процесса при тех же конечных концентрациях будет значительно отличаться от того, которое достигается в модели идеального вытеснения или, что то же, при одном и том же времени пребывания будут достигаться различные выходные концентрации. [c.101]

Для системы, имеющей распределение времени пребывания аналогичное распределению в модели идеального смешения, величина / может лежать между нулем (смешение на молекулярном уровне) и единицей (случай полного разделения). Для системы, соответствующей модели идеального вытеснения, где частицы потока не смешиваются, степень разделения достигает максимального значения /=1. [c.107]

Указанные обстоятельства обусловливают третий подход к синтезу операторов ФХС, основанный на модельных представлениях о внутренней структуре процессов, происходящих в технологических аппаратах. Основу этого подхода составляет набор идеальных типовых операторов, отражающих простейшие физико-хими-ческие явления (модель идеального смешения, модель идеального вытеснения, диффузионная модель, ячеечная модель, комбинированные модели и т. п.). Математическое описание технологического процесса сводится к подбору такой комбинации простейших операторов, чтобы результирующая модель достаточно точно отражала структуру реального процесса [1 ]. Такой подход позволяет сравнительно просто учесть влияние важнейших гидродинамических факторов в системе на макроуровне (зон неидеальности смешения, циркуляционных токов, байпасных потоков и других гидродинамических неоднородностей в аппарате), а также стохастических свойств ФХС (распределения элементов потока по времени пребывания в аппарате, коалесценции и дробления частиц дисперсной фазы, распределения частиц по размерам, вязкости, плотности, поверхностному натяжению и т. д.). [c.14]

Например, модель идеального вытеснения является предельным случаем ячеечной модели при п оо (п — число ячеек), к которой удобно переходить при численном интегрировании уравнения в частных производных для аппарата конечных размеров. Аналогом такого перехода с точки зрения топологического принципа описания ФХС является свертка по пространству (в пределах одной ячейки) локальных диаграмм и переход к глобальным диаграммам или диаграммным сетям (в пределах аппарата в целом). В пределах -й ячейки принимается идеальное смешение. Пусть I — длина канала, п — число ячеек, тогда Ах = 1/п — протяженность одной ячейки, причем объем каждой ячейки является постоянным Д V = 5Ах, где 3 — площадь поперечного сечения канала. Таким образом, для отражения процесса смешения в пределах каждой ячейки можно использовать диаграмму идеального смешения при постоянном объеме. Сетевая структура глобальной диа- [c.109]

Теплообменник типа смешение—вытеснение . Примем, что структура потока хладоагента в змеевике соответствует идеальному вытеснению. Тогда процесс теплопереноса внутри змеевика можно представить диаграммной сетью модели идеального вытеснения (см. табл. 2.2). [c.156]

Необходимо различать тип реактора и характер модели, поскольку для одного и того же аппарата в зависимости от цели исследования могут быть использованы неодинаковые математические модели. Так, например, чтобы определить конечную степень превращения реагирующих веществ при экзотермическом процессе в трубчатом реакторе, часто можно применять модель идеального вытеснения для нахождения же максимальных температур в слое катализатора этого аппарата нужно использовать более сложную модель неполного смешения по радиусу и длине трубок. [c.482]

В настоящее время для расчета массообменных аппаратов широко используются представления об идеализированных моделях. Чаще всего принимают, что поток жидкости или газа в аппарате можно представить моделью идеального вытеснения или полного смешения. В реальных реакторах режим движения потоков никогда не удовлетворяет полностью этим идеализированным моделям и носит промежуточный характер. Поэтому желательно оценить отклонение реального потока от идеального. [c.157]

Кубовые реакторы близки по своим характеристикам к модели идеального смешения. Реальные трубчатые реакторы, наоборот, обладают существенными отклонениями от теоретической модели. Известно, например, что поршневое течение жидкости в трубе практически невозможно как при ламинарном, так и при турбулентном течении скорость жидкости в различных точках сечения потока неодинакова. Частицы жидкости в центре трубы движутся значительно быстрее, чем частицы, находящиеся вблизи стенки. Это нарушает условие равенства времени пребывания различных частиц в аппарате и влияет на поле концентраций в нем. Кроме того, модель идеального вытеснения не учитывает молекулярную и конвективную диффузию веществ в направлении потока (продольное перемешивание), уменьшающие средние концентрации реагирующих веществ и среднюю скорость реакции. Вследствие этого время реакции и необходимый объем реактора увеличиваются. Несмотря на эти отклонения, модель идеального вытеснения весьма полезна для расчета и анализа работы реакторов. [c.244]

Эмульсионную полимеризацию проводят как непрерывный процесс. Для этого используют агрегаты, состоящие из ряда последовательно соединенных полимеризаторов. Каждый из них работает в близких к идеальному смешению условиях. В целом в каскаде полимеризаторов создаются условия, близкие к модели идеального вытеснения. [c.248]

По экспериментальным данным С -кривой на основе 8 были определены ш и Вь- Затем по моделям рассчитывалось распределение температуры хладоагента по длине аппарата (рис. 3.5). Из рисунка видно, что модель идеального смешения (1) занижает конечную температуру, модель идеального вытеснения (2) завышает. Ячеечная (3) и диффузионная (4) модели дают примерно одинаковый результат, но профили температур различаются. [c.25]

Модель идеального вытеснения. Условия физической реализуемости этой модели выполняются в случае поршневого потока (рис. II-11), когда предполагается, что в направлении его движения смешение полностью отсутствует, а в направлении, перпенди- [c.59]

Движение потока хладоагента в змеевиковых и трубчатых элементах небольшого диаметра удовлетворительно соответствует гидродинамической модели идеального вытеснения. Поэтому математическое описание гидродинамической структуры потоков теплообменника типа смешение — вытеснение представляется системой уравнений, одно из которых служит описанием гидродинамической модели идеального смешения для теплоносителя (11,20), а другое — гидродинамической модели идеального вытеснения для хладоагента (11,21). [c.67]

Основу математического описания ректификационной колонны составляет математическое описание процесса массопередачи на отдельной тарелке. При сделанных предположениях относительно характера движения жидкости и пара на тарелке ее математическое описание представляется системой уравнений, одно из которых служит характеристикой гидродинамической модели идеального смешения для жидкости (11,14), а другое — описанием гидродинамической модели идеального вытеснения для пара (II, 15). Интенсивность источника массы для уравнения, отражающего изменение состава пара по высоте массообмен-ного пространства тарелки, в данном случае можно выразить соотношением (11,26). Поскольку рассматривается разделение бинарной смеси, ее состав полностью характеризуется концентрацией только одного компонента, например легкого. [c.71]

Если В1 тЬ = О (Ре = о), то диффузионная модель переходит в модель идеального вытеснения если В 1юЬ = 90 (Ре = 0), то диффузионная модель переходит в модель идеального смешения. [c.113]

При то = 1 ячеечная модель переходит в модель идеального смешения, а при т = оо — в модель идеального вытеснения. Выходные кривые ячеечной модели при ступенчатом и импульсном возмущениях имеют вид, представленный на рис. П-2. [c.114]

Модель идеального вытеснения можно представить в виде каскада т ячеек идеального смешения при стремлении т оа и постоянном объеме всей системы. Поэтому [c.132]

Как следует из табл. П1.2, при моделировании ректификационных колонн в качестве гидродинамических моделей тарелок используются в основном для жидкости — модель идеального смешения и ячеечная модель, для пара — модель идеального вытеснения и модель смешения. Идеальное смешение пара соответствует предположению о конденсации его на тарелке, что обычно допускается при использовании понятия теоретической тарелки. [c.249]

Установим влияние уровня смешения или состояния системы на степень превращения в реакторах. Для этого рассмотрим схемы расположения двух реакторов, соответствующих двум крайним моделям идеального вытеснения и идеального смешения, соединенных последовательно (рис. 1У-18). [c.315]

Рассмотрим теперь расчет химических реакторов на микроуровне для двух крайних моделей идеального вытеснения и идеального смешения. [c.316]

Из рис. -20 следует, что объем реактора идеального смешения при зтой же степени превращения для макросистемы больше, чем для микросистемы в случае реакций, порядок которых меньше единицы, и меньше для реакций, порядок которых больше единицы. Другими словами, с повышением сегрегации эффективность реактора идеального смешения для реакций, порядок которых больше единицы, увеличивается, а для реакций, порядок которых меньше единицы, снижается. Если функция отклика для данного реактора близка к функции отклика модели идеального вытеснения, степень сегрегации не оказывает влияния на степень превращения. [c.320]

На рис. 1У-33 представлена зависимость относительного времени пребывания в модели Ъ — т) по сравнению с моделью идеального вытеснения от уровня смешения для экзотермических реакций. [c.339]

Рис. 1У-34. Степень превращения для комбинированной модели смешение — вытеснение при эндотермической реакции 1 — модель идеального смешения 2 — модель идеального вытеснения.

Рис. 1У-37. Построение оптимальной комбинированной модели реакторов для экзотермических процессов 1.— модель идеального смешения 2 — модель идеального вытеснения.

На основании конкретного представления об условиях осуществления процесса различают следующие типовые математические модели по структуре потоков в аппаратах модель идеального смешения модель идеального вытеснения однопараметрическая ди№гзионная модель явухпараметьическая диф-й)узионная модель ячеечная модель комбинированные молели. Математические описания перечисленных моделей будут рассмотрены в последующих разделах учебного пособия. [c.11]

Движение потока хладоагента в змеевиковых и трубчатых элементах небольнюго диаметра удовлетворительно характеризуется гидродинамической моделью идеального вытеснения. Поэтому математическое описание тенлообмепника типа смешение— вытеснение представляется системой уравпенш" , од[ю нз котор ,1х служит описанием гидродинамической моде 1и идеального смешения для теплоносителя (11,20), а другое — гидродинамической модели идеального вытеспепня для хладоагента (П,21). [c.64]

В случае реактора выгеснения простейший метод расчета основан на предположении о поршневом течении, тогда как упрощающим допущением для реакторов смешения является модель об идеальном перемешивании. При хорошем перемешивании и достаточно малой вязкости жидкости отклонения от данной модели обычно много меньше, чем от модели идеального вытеснения. Ван де Васс [1] исследовал влияние перемешивания на степень приближения к идеальной модели. Согласно его данным, время перемешивания определяется мощностью мешалки. По утверждению Данквертса [2] для полного перемешивания необходимо, чтобы за время, много меньшее, чем среднее время пребывания, жидкость, находящаяся вблизи выхода из аппарата, отбрасывалась под воздействием мешалки к его входу. I [c.81]

В трубчатых реакторах с неподвижным слоем газовый поток приближается к модели идеального вытеснения. В псевдоожиженных слоях режим движения еще точно неизвестен, но он занимает промежуточное положение между идеальным вытеснением и идеальным смешением с частичным байпасированием. Следовательно, при высокой степени превращения реагента псевдоожиженные слои должны ф51ть значительно больше, чем неподвижные слои при той же скорости реакционной смеси. К тому же, если происходят сложные реак-, ции, то количество промежуточных соединений в псевдоожиженных слоях снижается, как указано в главе VII. [c.441]

Изменекия гидродинамической обстановки в реакторе, происходящие при изменении скорости газового потока (Шг) и высоты пенного слоя (Н), позволяют исследовать работу реактора по моделям идеального вытеснения, полного смешения, ддффузионной илв ячеечной. В ходе исследований производится определение, корректировка коэффициентов, проверяется адекватность моделей и исследуется влияние указанных переменных параметров на коэффициент массопередачи к. п. д. и интенсивность работы абсорбера,. [c.229]

Математическая модель реактора КС. Математическое описание реактора КС с организованным (насадкой) псевдоожиженным слоем катализатора может быть представлено моделью идеального вытеснения по веществу и идеального смешения по теплу [74]. Если исходные вещества и продукты реакций (11,291) занумерованы в следующем порядке 1 — С2Н4 2 — С2Н4О 3 — О2 4 — [c.115]

Как следует из графика на рис. 3.10, модель идеального вытеснения дает завыщенные температуры (Г1вых= 112°С), а модель идеального смешения — заниженные (7 1вых= ЮО°С). Более реальный характер изменения температуры по длине теплообменника дают ячеечная или диффузионная модели (7 1вых=Ю1 °С). Однако, несмотря на совпадение конечных температур (потока на выходе из теплообменника), профили температур различны. Различие конечных температур по моделям идеальной структуры потоков перемешивания и вытеснения составляет около 5°С, что существенно для расчета теплообменников. [c.126]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология