Степень превращения ламинарном

При недостаточной турбулентности потока в реакторах вытеснения возникает разница во времени пребывания реакционной смеси по поперечному сечению аппарата. При ламинарном потоке профиль скоростей по сечению реактора является параболическим с максимумом скорости в вершине параболы, превышающей вдвое среднюю скорость скорость постепенно уменьшается по направлению к стенке, у которой она равна нулю. Несмотря на то что среднее время пребывания смеси в аппарате при параболическом профиле скоростей такое же, как и при равномерном профиле" , степени превращения в обоих случаях неодинаковы. Более продолжительное время пребывания некоторых молекул в реакторе не всегда компенсируется менее продолжительным временем пребывания других молекул. Кроме того, положение усложняется наличием диффузии. Вследствие более длительного времени пребывания у стенок образовавшиеся там продукты реакции обладают сравнительно высокой концентрацией и диффундируют к центру реактора, в то время как исходные веш,ества [c.150]

Если бы была применима модель идеального вытеснения, то из этого уравнения можно было бы найти степень превращения, достижимую в реакторе вытеснения, имеющем время пребывания 1. Если в действительности среда движется ламинарно (при незначительной диффузии), то это уравнение могло бы быть использовано лишь применительно к такому кольцевому сечению, для которого время пребывания равно I. Чтобы получить среднюю степень превращения на выходе, необходимо воспользоваться уравнением (2.24) п усреднить все времена пребывания от /о до оо. Таким образом, [c.70]

В трубчатых реакторах непрерывного действия при синтезе пленкообразующих материалов наиболее вероятен ламинарный режим. При этом возникает большая неравномерность времени пребывания отдельных частиц в реакционной смеси. Отсутствие перемешивания потока при ламинарном режиме и неравномерность времени пребывания могут при необходимости высокой степени превращения замедлить скорость реакции, повысить полидисперсность синтезируемого продукта и выход побочных продуктов реакции. [c.129]

Рис. 1У.20, Сравнение степени превращения мономера в ламинарном (/) и плунжерном (2) потоке при одном и том же времени контакта.

Адиабатические процессы происходят без отвода (или подвода) теплоты из слоя катализатора при ламинарном потоке газа, текущего по принципу идеального вытеснения. В результате температура по высоте слоя изменяется по уравнению адиабаты пропорционально тепловому эффекту реакции концентрации основного исходного реагента в газовой смеси и степени его превращения х. Уравнение адиабаты в зависимости от известных параметров процесса и задачи расчета выражается различно [9, 19, 35]. [c.45]

Обычно все экзотермические реакции, в особенности реакция водорода с кислородом, в той или иной степени сами влияют на газодинамическое состояние потока за ударной волной. Нарушается ламинарность и одномерность течения, что, вообще говоря, сразу осложняет интерпретацию результатов измерений. Энергия, выделяющаяся в ходе реакции, может частично пойти на образование неконтролируемых газодинамических возмущений, которые способны вызвать необратимые превращения. Все эти явления могут привести к изменениям в макроскопической [c.124]

Адиабатические процессы происходят без отвода (или подвода) тепла из слоя катализатора при ламинарном потоке газа, текущего по принципу идеального вытеснения. В результате температура по высоте слоя изменяется по уравнению адиабаты пропорционально тепловому эффекту реакции Гр, концентрации основного исходного реагента в газовой смеси и степени его превращения х. Уравнение адиабаты в зависимости от известных параметров процесса и задачи расчета выражается различно [27, 138, 172, 178]. Так, для однослойного аппарата, хорошо теплоизолированного снаружи (см. рис. 11.7), применяют следующие уравнения (со знаком плюс для экзотермических и минус — для эндотермических процессов) [c.72]

Упражнение IX.30. Покажите, что функция распределения времени пребывания в трубчатом реакторе при ламинарном режиме течения имеет вид 2z /0 (где 0р — время нрохождения любого элемента потока и — минимальное время нрохождения). Диффузией, входным и концевым эффектами можно ирепебречь. Покажите отсюда, что степень превращения в реакции второго порядка с константой скорости к равна 2i 1 In [В/(В 4- 1)] . Здесь В = = akt па — исходная концентрация обоих реагентов. [c.290]

Необратимая реакция первого порядка протекает в длинном цилиндрическом реакторе. Объем, температура и вязкость не изменяются. В частном случае для модели идеального вытеснения степень превращения равна 86,5%. Какова будет степень превр1ащ Н11я при ламинарном потоке (диффузией можно пренебречь) [c.79]

В реакторе с потоком вязкой жидкости режим пдеального вытеснения возможен при эффективном радиальном массопереносе. Это наблюдается, например, при ламинарном потоке через изогнутые трубы (см. стр. 109). Ховарка и Кендолл Ь2 показали, что за счет установки перегородок внутри трубчатого реактора удается увеличить конверсию при протекании реакций второго порядка в ламинарном потоке. При химическом превращении высоковяаких материалов вязкость потока зависит от степени превращения. Вследствие того, что в таких системах вязкость около стенок трубы очень высока, большая часть загрузки проходит через центральную часть трубы, и может возникнуть значительная поперечная циркуляция. [c.102]

При расчете реактора выбрали реактор идеального вытеснения, который характеризуется тем, что реагенты последовательно слой за слоем , без перемешивания, ламинарным потоком проходят весь реакционный путь, определяемый, как правило, длиной аппарата. По длине изотермического реактора монотонно уменьшаются концентрация реагентов и скорость реакции, гак как исходные реагенты расходуются, а выход продукта увеличивается. На уменьшение концентрации исходных веществ в реакционном пространстве на производительности реактора в аппарате идеального вытеснения влияет степень превращения, возрастающая по логарифмическому эакону.Та <нм образом, стремление к достижению степени превращения, близкой к равновесной, приводит к существенному уменьшению производительности аппарата. [c.31]

Для реагирующих смесей вязкость зависит не только от температуры, но и от степени превращения. Уменьшение вязкости за короткое время отражает большее влияние температурной зависимости вязкости, чем повышения вязкости за счет химической реакции. Отсюда и более сложная картина, наблюдаемая при вращении. Так, на основании экспериментального изучения течения полиэфирных смол [198] установлены четыре основные формы течения вращающихся реакционных систем стекание пленки (каскадирование), кольцевое течение, гидро-цист и вращение квазитвердого тела. Принципиально новым типом течения является гидроцист, представляющий собой течение стабильного ламинарного вторичного потока, характеризующегося участками скопления материала. Гидроцист — это нестабильность, над которой доминируют центробежные-(вязкие и гравитационные) силы это явление наблюдается при более высокой угловой скорости, чем кольцевое течение. Обсуждаемые течения можно выделить при рассмотрении различных режимов течения реагирующей жидкости в координатах безразмерных критериев Рг—Re (рис. 4.22). [c.135]

При недостаточной турбулентности потока в реакторах вытеснения возникает разница во времени пребывания реакционной смеси по поперечному сечению аппарата. При ламинарном потоке профиль скоростей по сечению реактора является параболическим с максимумом скорости в верпшне параболы, превышающей вдвое среднюю скорость скорость постепенно уменьшается по направлению к стенке, у которой она равна нулю. Несмотря на то что среднее время пребывания смеси в аппарате при параболическом профиле скоростей такое же, как и при равномерном профиле , степени превращения в обоих случаях неодинаковы. Более продолжительное время пребывания некоторых молекул [c.146]

Отступление от идеального вытеснения, обусловливающееся чисто гидродинамическим различием в скорости струй ламинарного потока вязкой жидкости в трубе, было рассмотрено Босвортом для параболической эпюры скоростей [ > ]. В этом случае степень превращения реакции А Е (первого порядка) описывается таким выражением [З] [c.410]

Для отбора пробы из потока смешиваемых плазмы и холодного газа использовался калориметрический водоохлаждаемый зонд. Методика эксперимента подробно описана в [80, 89], и здесь мы на ней останавливаться пе будем. Следует отметить только, что скорость охлаждения (закалки) пробы газа в зонде должна быть достаточно высокой для того, чтобы степень превращения реагента в канале зонда была незначительной. Элементарные оценки показали следующее. Если отбираемая зондом проба состоит частично из холодного, содержащего закись азота аргона и частично из аргона при температуре 3000° К, скорее происходит охлаждение горячей части пробы, чем перемешивание в канале зонда холодного и горячего газов (при ламинарном режиме течения в канале зонда). В наихудшем случае, когда проба газа содержит закись азота при температуре 3000° К, степень превращения последней в канале зонда составит не более 12%, Скорость закалки на начальном участке (длиной менее одного калибра канала зонда) достигает 2 10 град1сек при температуре 3000° К и диаметре входного отверстия 0,5 мм [90]. [c.211]

Однако, несмотря на значительное число полученных к настоящему времени работоспособных расчетных формул, применимых в отдельных частных случаях массотеплообмена реагирующих частиц с потоком, общая теория переноса вещества и тепла в дисперсных средах с учетом химических превращений далека от завершения. Такая теория должна базироваться на совместном рассмотрении уравнений гидродинамики, диффузии и теплопроводности, что связано с большими трудностями, которые не преодолены в настоящее время ни аналитическими, ни численными методами. Степень сложности проблемы Станет понятной, если учесть, что имеющиеся аналитические и численные решения значительно более простой задачи об обтекании сферической капли или твердой частицы ламинарным однородным на бесконечности потоком не являются исчерпывающими. Вместе с тем разработка новых и совершенствование существующих химико-технологических схем, описание природных явлений часто приводят к новым постановкам задач, требующим учета условий, не соответствующих области применимости найденных ранее закономерностей, так что становится необходимым более детальное рассмотрение механизма процесса массотеплообмена реагирующих частиц с потоком. [c.6]

Книга X. Бояджиева и В. Бешкова, посвященная массопере-носу в движущихся пленках жидкости, отражает современное состояние этой быстро развивающейся области физико-химической гидромеханики и является весьма удачным введением в круг вопросов, относящихся к данной проблеме. Отобранный для нее материал ясно отражает глубокую взаимосвязь между гидродинамикой и кинетикой тепло- и массопереноса в пленках, существенно зависящей от режимов течения, а в ряде случаев, например при нелинейном массопереносе, в большой степени и определяющей эти режимы. В соответствии с этим строится и последовательность изложения. Вначале излагаются теоретические и экспериментальные данные о ламинарном, волновом и турбулентном течениях стекающих пленок и влиянии на них поверхностных явлений, таких, как движение окружающего газа, капиллярные волны и эффекты, связанные с наличием поверхностно-активных веществ. Далее на этой основе рассматривается кинетика массопереноса для всех указанных гидродинамических ситуаций. Здесь следует отметить большой личный вклад авторов в развитие теории массопереноса в пленках, особенно в решение задач нелинейного переноса, учитывающих взаимное влияние гидродинамики, процессов диффузии и химических превращений. [c.5]