理想流动反应器
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1理想反应器的概念,理想流动的概念;理想反应器是指流体的流动混合处于理想状况的反应器。
流动混合的两种理想极限情况:理想混合和理想置换。
2连续、间歇、半连续三种操作方式及各自的特点,不同操作方式对浓度分布的影响;3各种混合的概念,以及关于时间的几个概念;混合:不同物料之间的混合。
理想混合:反应器内物料达到了完全的混合,各点浓度、温度完全均一。
(2) 理想置换:是指在与流动方向垂直的截面上流体各点的流动和流向完全相同,就像活塞平推一样,故又称“活塞流”。
:具有的物料粒子之间的混合返混不同停留时间(年龄)叫返混。
4工业反应器的放大方法;5反应温度、活化能、反应物浓度、反应级数以及反应速度之间的关系;6复杂反应的选择性及反应器的选择;7工业传热装置和传热剂及其适用场合;夹套式水、低温制冷剂氯化钙水溶液、液氨、液氮、有机载冷剂蛇管式和插入式列管式外部循环式8混合的尺度问题;9流型及特点;轴向流——流体从轴向流入叶轮,又从轴向流出叶轮。
该流型有利于宏观混和。
径向流——流体从轴向流入叶轮,从径向流出叶轮。
该流型的剪切作用大,有利于分散过程。
切线流——流体作圆周循环流动。
该流型产生打漩,对过程不利。
10搅拌器类型及特点;螺旋桨式(推进式)、涡轮式、框式和锚式11宏观动力学的概念;宏观动力学概念:宏观动力学就是包括扩散或传质过程在内的化学反应动力学。
12气液非均相反应历程;13气液相反应的类型及各自的特点;14如何通过气液动力学实验来判断属于哪种类型;15气固非均相反应历程;16外扩散控制、内扩散控制、动力学控制的特点,如何判断哪一步是控制步骤,工业上如何消除内扩散和外扩散的影响;17固体工业催化剂的组成;18工业催化的意义;19结晶的概念,溶解度、超溶解度曲线,结晶区域的特点,溶解度与温度的关系,结晶方法的选择等等。
第二章理想流动反应器研究反应器中的流体流动模型是反应器选型、设计和优化的基础。
根据流体流动质点的返混情况{理想流动模型非理想流动模型本章主要介绍理想流动模型的反应器,包括平推流反应器和全混流反应器。
§2.1反应器流动模型反应器中流体流动模型是相对连续过程而言的。
间歇反应器:反映温度、浓度仅随时间而变,无空间梯度所有物料质点在反应器内经历相同的反应时间连续反应器:停留时间相同:平推流反应器(图示)停留时间不同:全混反应器(图示)一、理想流动模型1、平推流模型活塞流或理想置换模型特点:沿物流方向,反应混合物T、C不断变化,而垂直于物流方向的任一截面(称径向平面)上物料的所有参数,如:C、T、P、U等均相同。
总而言之,在定态情况下,沿流动方向上物料质点不存在返混,垂直于流动方向上的物料质点参数相同。
实例:长径比很大,流速较高的管式反应器。
2、全混流模型理想混合或连续搅拌槽式反应器模型特点:在反应器中所有空间位置的物料参数(C、T、P)都是均匀的,而且等于物料在反应器出口处的性质。
实例:搅拌很好的连续搅拌槽式反应器。
关于物料质点停留时间的描述:①年龄:指反应物料质点从进入反应器时算起已经停留的时间。
②寿命:指反应物料质点从进入反应器到离开反应器的时间,即质点在反应器中总共停留的时间。
寿命可看作时反应器出口物料质点的年龄。
关于返混:返混:又称逆向混合,是指不同年龄质点之间的混合,即“逆向”为时间上得逆向,而非一般的搅拌混合。
如间歇反应器,虽然物料被搅拌均匀,但并不存在返混,而只是统一时间进入反应器的物料之间的混合。
平推流反应器不产生返混,而全混流反应器中为完全返混,返混程度最大。
关于实际反应器的返混。
介于平推流和全混流反应器之间。
关于各种反应器的推动力:△C A等温下:C A、C Af、C A *(a)间歇反应器△C A随时间变化↘(b)平推流反应器△C A随时间变化↘(c)全混流反应器△C A随时间变化↘非理想流动反应器,其反应推动力介于平推流和全混流之间。