ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сравнение реакторов периодического действия и идеального вытеснения из "Инженерное оформление химических процессов" Эти соотношения показывают, что действительное время пребывания может быть найдено через условное время пребывания и объемную скорость и наоборот. [c.119] Указанные соотношения справедливы только тогда, когда можно пренебрегать изменением плотности массы в реакторе. В остальных случаях действительное время пребывания реагентов необходимо определять раздельно для каждого типа реактора. [c.119] Проточный реактор идеального смешения. Поскольку для каждого элемента жидкости, заключенной в реакторе, вероятность выхода из него в каждый момент времени одинакова, нельзя точно найти время, в течение которого указанный элемент будет находиться в аппарате. Следовательно, для реактора этого типа время пребывания элементов жидкости является величиной переменной. Тем не менее среднее время пребывания для проточного реактора идеального смешения может быть подсчитано. [c.120] Реактор идеального вытеснения. Для этого реактора действительное время пребывания равно фактическому времени присутствия каждого элемента жидкости в аппарате. Поскольку плотность жидкости, так же как и ее состав, изменяется по длине реактора, скорость потока веществ также меняется по мере прохождения через аппарат. Следовательно, для того чтобы определить скорость потока веществ в реакторе, надо найти величину действительного времени пребывания элемента жидкости в элементарном объеме аппарата йУ и затем полученное выражение проинтегрировать по длине реактора. [c.121] Сравнивая уравнения (У,26) и (У,12), приходим к выводу о том, что определение условного и действительного времен пребывания является относительно непростой задачей. [c.121] Сравнение эффективности пользования понятиями действительного времени пребывания и условного времени пребывания при расчете реакторов. Две введенные выше характеристики — действительное время пребывания t и условное время пребывания т можно определить, как показано в табл. 18, совместным рассмотрением уравнений материального баланса и кинетических уравнений процесса. Общие и частные формы этих уравнений приведены в табл. 18 для различных типов реакторов. [c.122] Это соотношение становится очевидным, если представить себе реактор идеального вытеснения как систему, в которой каждый последовательно проходящий элемент жидкости как бы заключен в маленький периодически действующий реактор при постоянном давлении. Тогда действительное время пребывания для каждого элемента, проходящего через реактор идеального вытеснения, равно времени пребывания в указанном реакторе периодического действия при установившихся условиях процесса. [c.122] Для периодической системы действительное время пребывания полностью определяется производительностью реактора. [c.122] Отметим прежде всего, что различие между понятиями условного и действительного времен пребывания справедливо только для систем с изменяющейся плотностью. Следовательно, для сравнительной оценки преимуществ обоих понятий необходимо рассмотреть только проточные системы с изменяющейся плотностью смеси реагентов. [c.122] Уравнения, описывающие проточную систему, обычно npniiie-НЯЮТ- 1) при нахождении кинетического уравнения процесса на основании опытных данных, полученных в проточном реакторе, и 2) при определении размеров реакторов с учетом кинетических уравнений. [c.122] Подобное положение наблюдается и при определении производительности реактора идеального вытеснения с одной стороны, располагая значением действительного времени пребывания, вычисленного по уравнению (V,26), еще нельзя сказать, каковы должны быть размеры реактора. С другой стороны, после нахождения условного времени пребывания можно непосредственно рассчитать необходимые для данных условий размеры реактора. [c.124] Таким образом, когда величины действительного и условного времен пребывания различны, условное время пребывания представляет собой более полезную характеристику, которая, являясь независимой переменной, непосредственно определяется условиями, наложенными на систему. Действительное время пребывания, напротив, не может рассматриваться как независимая переменная, поскольку ее нельзя найти иначе, как на основании сведений о скорости химических превращений в реакторе. [c.124] Вследствие этого условные время пребывания и объемная скорость и отношение VIF предпочтительнее в качестве характеристик производительности реактора, чем действительное время пребывания. Любопытно, что аналогичная ситуация наблюдается также при анализе уравнений, описывающих установившиеся условия протекания процессов и в других областях химической технологии, например процессов массопередачи, где время не присутствует в явном виде в расчетных уравнениях. [c.124] Величину 7 для проточных реакторов идеального смешения можно определить без интегрирования выражений, подобных уравнению (V,26). Действительное и условное времена пребывания находят по уравнению (V,21), и, следовательно, производительность указанных реакторов может характеризоваться обеими этими величинами. [c.124] На основании результатов исследований, проведенных обеими группами, определить размеры реактора для разложения вещества А, поступающего в аппарат со скоростью 0,047 лё сек при указанных температуре и давлении. Степень превращения вещества Л должна быть 95%. [c.124] Для того чтобы поданным группы П определить размеры реактора, необходимо сначала найти величину —г . [c.125] Отметим попутно, что этого не требовалось бы, если пользоваться понятием условного времени пребывания. [c.125] Приведенный пример показывает, что при е О размеры реактора проще определить, пользуясь величиной т, чем величиной 7. Это свидетельствует о том, что действительное и условное времена пребывания нельзя рассматривать как величины равноценные. [c.125] а) Написать основные расчетные уравнения для проточного реактора идеального смешения и для реактора идеального вытеснения, выраженные не через степень превращения основного исходного реагента, а через концентрацию этого вещества, пользуясь действительным и условным временами пребывания. [c.127] Гомогенную реакцию Л 3/ проводили в опытном реакторе, представляющем собой трубу диаметром 0,0254 м и длиной 1,8 м, при температуре 350 С, давлении 5 ати скорости подачи исходного вещества 31 10 мУсек. Реакция протекала в газовой фазе в соответствии с кинетическим уравнением второго порядка. В этих условиях достигнута степень превращения 60%. [c.127] Вернуться к основной статье