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化学反应工程第二版课后答案第七章

7. 多相催化反应器的设计与分析

7.1 若气体通过固定床的线速度按空床计算为0.2m/s,则真正的线速度为多少? 已知所填充的固体颗粒的堆密度为1.2g/cm3, 颗粒密度为1.8 g/cm3

解:

1.2

110.3333

1.80.2

0.6/0.3333=-=-====空床

真正b

p

u u m s ρερε

7.2 为了测定形状不规则的合成氨用铁催化剂的形状系数, 将其填充在内径为98mm 的容器中, 填充高度为1m, 然后边续地以流量为1m 3/h的空气通过床层, 相应测得床层的压力降为101.3Pa, 实验操作温度为298K, 试计算该催化剂颗粒的形状系数. 已知催化剂颗粒的等体积相当直径为4mm, 堆密度为1.45g/cm3, 颗粒密度为2.6 g/cm3.

解:

()

23

553023

101.3101.3/, 1, 1.185/1.87101.8710/, 4101

0.03685/36000.785(0.098)1.45110.4423

2.60

1---==⋅===⨯⋅=⨯⋅=⨯==⨯=-=-=-2r 0L u 由(7.1)式p=fv b

p p p Pa kg m s Lr m kg m Pa s kg m s d m

u m s

d ρμρερρεε

∆∆ 根据(6.4)式可推导出ψa=dp/d
v,式中dp 为等比外表面积相当直径,dv 为等体积相当直径.

∆∆ 根据(6.4)式可推导出ψa=dp/dv,式中dp 为等比外表面积相当直径,dv 为等体积相当直径.

()3

30331(1)

1150(1)

(7.2)1.751501.75(2)

Re 101.3(410)(0.4423)/11.185(0.03685)-- ∴ =-- =+=⨯+ =⨯⨯2r 02r 0L u p f p=f即L u 由式将有关数值代入(1)和(2)式得:

f

v a v a a v a

d d f d u ρεεψεψρεμε

ψρ

ψ∆∆233(10.4423) 39.07(3)1.8310(10.4423) 8.778

1501.751.75(4)(410) 0.036851.185---= ⨯-=⨯+=+ ⨯⨯⨯a a

f ψψ

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