Реакторы полупериодического действия – РИС-ПП.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 14Следующая ⇒

1.2 Реакторы полупериодического действия – РИС-ПП.

Эта модель применяется к периодическим процессам, при осуществлении которых часть реагентов изначально находится в реакторе, а другие загружают в течение времени, сопоставимого с временем протекания процесса. По окончании загрузки проводят выдержку, необходимую для достижения требуемого выхода целевого продукта. До окончания процесса продукты реакции из реактора не отводят. Поэтому все изменения концентраций и температуры обусловлены только происходящими в реакторе процессами.

Технологический цикл т.о. распадается на две фазы: дозирование и выдержка.

                                                                                                                           Рисунок . Схема РИС-ПП

Рассмотрим осуществляемую в РИС-ПП необратимую реакцию

             A + В ® D + E                                                                                                                 (III)

Будем считать, что раствор реагента В находится в реакторе, а раствор реагента А из мерника равномерно – т.е. с постоянным расходом - дозируют (сливают ) в реактор. Будем также считать, что изначально продукты реакции D и Е в среде отсутствуют

Математическое описание процесса в фазе дозирования.

 Масса веществ

Унос отсутствует:=  G_s =0

 = G_A=r_АV_A                                                                                                                          (22а)

    Объёмный и массовый расходы постоянны

      G_A=Const                                                                                                                                      (22б)

      V_A =Const                                                                                                                                 (22в)

      Отсюда 

       М = М_О + G_At= М_О + rV_At                                                                                                          (22г)

Скорость реакции (макрокинетика процесса)

Концентрация А возрастает за счёт дозирования и убывает вследствие протекания реакции и увеличения объёма

реакционной среды

=    - W_R (1- ) - b C_А                                                            (23а)

Концентрация В только убывает вследствие протекания реакции и увеличения объёма реакционной среды

= -    - W_R (1- ) - b C_В                                                                         (23б)

где f - т.н. коэффициент контракции, отражающий отклонение объёма раствора от аддитивности.

Температура(дифференциальный тепловой баланс определяется тепловыми эффектами химических и массо-обменных  процессов; энтальпией загружаемых продуктов; организованным теплообменом; мощностью диссипируе-

мой мешалкой и теплообменом с окружающей средой).

MC_р* + M_AC_A  = G_A H  - (V₀+fV_At ) {ΔН_R | W_R | - ΔН_m | W_m | }-КF Δ  - К_ПF_П(Т-q) + N_Ж      (23в)

Где H = S m_XIH_IN -  удельная энтальпия раствора реагента А, Дж/кг;

  H_IN-  удельная энтальпия компонента I в растворе реагента А, Дж/кг;

  m_XI – массовая доля компонента I в растворе реагента А;

Гидродинамика (течение среды определяется перемешиванием)

N_Ж = К_N r n³ d  - мощность, диссипируемая (рассеиваемая мешалкой) в среде, Вт;              (23г)

В фазе выдержки РИС-ПП идентичен РИС-П; процесс также описывется системой уравнений (18а)- (18г). Очевидно, что характеристическая система уравнений (23а)- (23г) весьма сложна; аналитические решения возможны только для реакций первого порядка и изотермических режимов.

Численное интегрирование системы уравнений (23а)- (23г) для фазы дозирования и системы уравнений (18а)- (18г) для фазы выдержки при задании различных условий ведения процесса (начальной температуры – Т₀; расхода реагента А - G_A; температуры теплоносителя - t₀; температуры окружающей среды - q) получают зависимость концентраций и температур от времени; результаты представляют графически или в виде таблиц.

Рисунок Графическая зависимость концентраций и температуры для РИС-ПП             

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов