Произведём некоторые преобразования уравнений (24а)-(24з).

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 14Следующая ⇒

Произведём некоторые преобразования уравнений (24а)-(24з).

1. Перейдём от концентраций к количеству вещества:

 VdC = dN.                                                                                                                             (30а)

2. Для продуктов реакции справедливо:

W_RI dt = dh_I                                                                                                                          (30б)

где h_I – выход продукта I.

3. Наконец, для исходных реагентов справедливо:

Sx_I^-1 W_RI dt = Sx_I^-1 dh_I = dX_А                                                                                                   (30в)

где x_I – стехиометрический коэффициент для реакции образования продукта I  из главного субстрата А;

  X_А– степень превращения А.

Подстановкой условий (25а)- (25в) модифицируем уравнения (24а), (24е), (24ж), (24з). 

   dM_I = dM + dM_s                                                                                                                   (31а)

  dN_A= dN_B = N₀(1-dX) =- Sx_I^-1 dh_I                                                                                            (31б)

MС_рdT + M_AС_АdT_А =

= H dM_I - H*_S dM_S - S ΔН_R x_I^-1 dh_I -S ΔН_m | W_m | - КF Δ dt - К_ПF_П(Т-q)dt + N_Жdt               (31в)

Систему уравнений  (26а)- (26в) можно проинтегрировать с получением следующих соотношений баланса.

1. МАССА ВЕЩЕСТВ

S M_I = S M + S M_s                                                                                                                    (32а)

2. КОЛИЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА

2.1 ИСХОДНЫЕ РЕАГЕНТЫ

ГЛАВНЫЙ СУБСТРАТ - А

     N_A = N_A0(1-X)                                                                                                                     (32б)

Где N_A0 – исходное (загруженное) количество субстрата А, кмоль.

ВТОРОЙ СУБСТРАТ - В

     N_В = N_В0 - N_A0 X                                                                                                                (32в)

Где N_В0 – исходное (загруженное) количество субстрата В, кмоль.

2.2 ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ

Количество любого полученного продукта I, кмоль, даётся выражением

  N_I = N_I0 + N_A0 x_I^-1h_IХ                                                                                                                          (32г)

  h_IХ – химический выход продукта I.

Где N_I0 – исходное (загруженное) количество продукта I, кмоль;

Соответственно, масса любого полученного продукта, кг, I даётся выражением

    M_I = M_mI N_I                                                                                                                             (32д)

Где M_mI – молярная масса продукта I, кг/кмоль.

3. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ХТП

Тепловой баланс удобно привести к виду

Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₉ = Q₅ + Q₆+ Q₇+ Q₈                                                                                  (33)

При этом

 Q₁ = S M_IЗ H_IЗ* = S N_IЗ H_З – теплота, внесённая с исходными реагентами, Дж;                        (28б)

      Где H_IЗ, H_IЗ* - соответственно, молярная и удельная энтальпия загруженных веществ.

Q₂ = - КF Δ dt » - КF Δ  t - теплота, подведённая в теплообменном устройстве, Дж (28в)

Q₃ = (-N_A0) Sx_I^-1h_IХ ΔН_RI  - суммарная теплота химических реакций, Дж;                                   (28г)

где ΔН_RI - тепловой эффект реакции I, Дж/кмоль

 Q₄ = (-N_A0) Sx_I^-1h_Im ΔН_Rm  - суммарная теплота массообменных процессов, Дж;                          (28д)

где ΔН_Rm h_Im - тепловой эффект массообменного процесса I, Дж/кмоль;

     h_Im- выход массообменного процесса I на главный исходный субстрат А.

 Q₅ = M_AС_А (t_АК - t_А0) – теплота, накопленная в нагретом/охлаждённом корпусе реактора, Дж   (28е)

    где M_A – масса корпуса аппарата, кг;

         t_АК , t_А0 – конечная и начальная средняя температура корпуса, ^ОС;

Q₆ = S M_I H_I* = S N_I H_I – теплота, накопленная продуктами в реакторе, Дж;                                  (28ж)

      Где H_I, H_I* - соответственно, молярная и удельная энтальпия накопленных веществ, Дж/кмоль.

Q₇ = S M_S H_S* = S N_S H_S – теплота продуктов, отведённых из реактора, Дж;                               (28з)

      Где H_IЗ, H_IЗ* - соответственно, молярная и удельная энтальпия отведённых веществ, Дж/кмоль.

Q₈ = К_ПF_П(Т-q)dt » К_ПF_П(Т_СР -q) t - теплота, потерянная в окружающую среду, Дж       (28и)

где Т_СР – средняя температура в аппарате

Q₉ =  » N_ЖСР t теплота, выделенная в среду работающей мешалкой                       (28к)

где N_ЖСР – средняя мощность, диссипируемая мешалкой в среде, Вт.

Энтальпии веществ (молярные или удельные) выражают по термохимической шкале относительно стандартной (опорной) температуры Т=298,15 К (25,00 ^ОС).

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США