ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Распределение времени пребывания в трубчатом реакторе с продольным перемешиванием из "Химические реакторы расчет и управление ими" Функция распределения времени пребывания в кубовом реакторе идеального перемешивания может быть рассчитана несколькими методами, изложенными ниже. [c.83] Циркуляционная модель. Рассматриваемый метод предложен Бросманом, Вебером и Баришем В качестве приближения к кубовому реактору идеального перемешивания рассмотрим резервуар с мешалкой и хорошо выраженным внутренним циркулирующим потоком (рис. 111-3, а), или петлю, в которой циркулирует раствор (рис. П1-3, б). Принимается, что циркулирующий поток значительно больше, чем поток Ф через систему. [c.84] Полученное выражение идентично уравнению (1П,4). [c.84] Согласно уравнению (111,2), это выражение равно Р t) и, следовательно, совпадает с (111,4). [c.85] Возникает вопрос до какого предела условия в реальном непрерывнодействующем кубовом реакторе приближаются к условиям в идеальном кубовом реакторе В действительности поток, входящий в перемешиваемую жидкость, диспергируется во всем содержимом реактора не сразу. Требуется некоторое время, чтобы процесс произошел в достаточной степени это время и время полного перемешивания являются величинами одного порядка. Поэтому отклик на ступенчатое изменение концентрации на входе сначала задерживается в соответствии с кривой отклика для идеального кубового реактора [уравнение (П1,4)], но в то же время небольшие элементы объема загрузочного потока могут попасть в выходной поток. Они приведут к появлению неравномерных пиков в начале кривой отклика. Эти эффекты очень трудно описать количественно, так как они сильно зависят от расположения входа и выхода по отношению к мешалке и друг к другу. [c.85] Чем меньше отношение времени перемешивания и среднего времени пребывания т, тем ближе распределение времени пребывания в кубовом реакторе идеального перемешивания и в реальном кубовом реакторе. Для практических целей в большинстве случаев можно считать, что отношение меньше обеспечивает достаточное приближение к идеальному кубовому реактору. Правила оценки времени перемешивания жидкостей даются, например, ван де Вуссе Из его работы следует, что порядок времени перемешивания тот же, что и времени однократного перекачивания содержимого куба. Поэтому приведенное выше условие соответствует величине р в уравнении (111,5) для аналогичного приближения к идеальному перемешиванию. [c.86] Рассмотрим каскад из N кубовых реакторов идеального перемешивания с одинаковым объемом Для определения функции распределения времени пребывания рассчитаем отклик на ступенчатое изменение концентрации индикатора на входе от О до Щц при I = 0. [c.86] Как п требуется, F (t) = О при i = О и F t) = i при i - оо. [c.86] Так как при больших значениях N форма кривой F (t) нечувствительна к величине N, отклонением перемешивания от идеального можно в этом случае пренебречь. [c.87] Различные скорости потока в разных точках сечения реактора и, как следствие, различное время пребывания частичек, по-раз-ному удаленных от оси. [c.87] В большинстве случаев на практике влияние I и II эффектов значительно сильнее, чем III. Между I и II эффектами есть существенное различие первый может привести к обратному перемсшпванпю, т. е. к противотоку вещества, в то время как при втором это невозможно. [c.87] Следовательно, эта производная стремится к бесконечности при 1), О, т. е. в случае идеального трубчатого реактора. [c.89] Сходство между трубчатым реактором с продольным перемешиванием и каскадом является абсолютным только при N = со, но для практических целей может быть использовано и для Ж 10. Так как безразмерный параметр ( и ///2Д, указывает на число мешалок в каскаде, обозначим его символом Ж. [c.89] Полученный результат показывает, что перемешивание относительно мало. [c.91] Следовательно, выход загрязненной смеси должен начаться примерно за 13 сек до момента г = т и будет продолжаться 17 сек после этого. Объем загрязненной смеси составляет (13 + 17)/1000 от объема трубы, т. е. 0,24 л , что соответствует трубопроводу длиной 30 м. [c.91] Вернуться к основной статье