ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кубовый реактор непрерывного действия с теплообменом из "Химические реакторы расчет и управление ими" Здесь и — общий коэффициент теплопередачи, Т — температура реакционной смеси. [c.116] В этом случае тепло, необходимое для к превращения единицы массы / равно тепловому эффекту реакции при неизменных температуре и плотности. [c.117] При этом интегрирование уравнения (IV,12) облегчается, так как внутренняя энергия является функцией состояния (при постоянной плотности она зависит лишь от температуры и состава). [c.117] Обычно целью расчетов периодических реакционных устройств является определение температуры и степени превращения как функций времени реакции при известных условиях подвода или отвода тепла или, наоборот, определение условий, обеспечивающих заданные температурный интервал и производительность реактора. [c.117] Решить эти задачи удается использованием совместно уравнений материального (IV,10) и энергетического баланса ( ,9), (IV,И) или (IV, 12). Строгого решения указанной системы уравнений обычно не получают, поскольку скорость превращения зависит как от температуры, так и от степени превращения. Поэтому приходится прибегать к численным методам решения, которые часто используют совместно с методом проб и ошибок. [c.117] Ниже даны два примера решения задач такого типа. [c.118] Известно также, что (Д/гг)д = —1 67 -106 дж/кг рСр= 4,2 106 дж м град Ц М= 100 кг/кмоль = 1 кмоль/м . [c.118] Начальная температура реакции 20 С, максимально допустимая температура 95 °С. В реакторе имеется змеевик поверхностью А = 3,3 м , через который пропускают водяной нар (Г, = 120 °С, U = 1360 вт-м -град ) илп охлаждающую воду Т = 15 С, U = 1180 вт-м -град ). Время ааполненпя и выгрузки реактора составляет соответственно 600 и 900 сек. [c.118] После интегрирования от 7 = 20 С до Т = 55 °С находим, что для достижения 55 °С потребуется 2030 сек. [c.118] В этом случае решение можно получить методом последовательных приближений. [c.119] Выбираем небольшой интервал температуры ДГ и решаем второе уравнение для Дi со средними значениями Тик и начальным значением для интервала. Определенное та КИМ образом значение Дг используем для расчета Д по первому уравнению так, чтобы получить лучшее приближение по средней концентрации. Далее находим Д Б процессе второго приближения и повторяем операцию до тех пор, пока совпадение выбранной и расчетной средней концентраций не окажется в желаемых пределах. [c.119] Для расчета следующего периода — изотермической реакции — требу,-ется только уравнение материального баланса со значением к при 95 °С. [c.119] необходимое для охлаждения продуктов реакции до 45 °С, можно рассчитать тем же способом, что и для периода подогрева, если пренебречь незначительными эффектами, связанными с химическим превращением в этот период. [c.119] Можно рассчитать, что расход пара за цикл составляет для I п II вариантов соответственно 330 и 510 кг. Следовательно, повышение расхода пара на 180 кг позволяет выиграть во времени 24 мин. [c.119] Пример 1У-2. Взрыв. В шаровом газгольдере емкостью 250 находится воздух с примесью паров и-бутана в количестве 4 объемн. %. Температура в газгольдере Т=18 °С, давление Ро = 1 атм. [c.120] Решение. Так как реакция протекает адиабатически и при постоянном объеме, то в соответствии с уравненпем (IV,9) общая внутренняя энергия реакционной смеси не зависит от состава. [c.120] Так как внутренняя энергия является функцией состояния, то второй интеграл можно рассчитать для стандартных условий кроме того, за величину с, в первом интеграле, очевидно, можно принять теплоемкость для реакционной смесп конечного состава. [c.120] Начальный п конечный составы газа можно легко рассчитать результаты расчетов приведены в таблице. [c.120] Величина — Лд не зависит от пути интегрирования. Поэтому мы можем выбрать тот путь, по которому содержимое реактора нагревается от Тд до и тепло реакции поглощается или выделяется на выходе (Т = Т ) это тот же путь, что и в варианте I на рис. IV- . [c.121] Вернуться к основной статье