11.Каскад реакторов идеального смешения (крис)
КРИС – состоит из каскада НРИС.
В единичном НРИСе не достигается высокая степень превращения вещества т.к. концентрация вещества мгновенно снижается до какого-то значения и остается постоянной в течении всего процесса.
В каскаде состоящем из НРИС концентрация изменяется постепенно от одного реактора к другому и в среднем в течении всего процесса выше чем единичном НРИСе.
1 – Средняя концентрация СА в КРИСе
2 – Изменение СА в НРИСе
Графический метод расчета КРИС.
КРИС – состоит из одинаковых реакторов.
Математическое описание единичного НРИС.
(1)
известно, что
для каждого i-ого
реактора можно записать;
(2)
Из (2) находим
(3)уровнение
прямой
с коэффициентом
С другой стороны
можно выразить:
(4)
1-
2-
1)
2) из точки на оси
абцис соответствует начальной концентрации
проводится
прямая под
до пересечения с кривой т.М перпендикуляр
опущенный из т.М на ось абцис дает
концентрацию реагента А на выходе из
реагента
3) т.к. объемы
реакторов одинаковы то все прямые
описываются уровнением
параллельны друг другу потому что время
одно и тоже.
4) проведя аналогичные построения (п.2) можно определить концентрацию реагента А на выходе из 2-го и 3-го реактора.
10Каскад реакторов идеального смешения (крис)
КРИС – состоит из каскада НРИС.
В единичном НРИСе не достигается высокая степень превращения вещества т.к. концентрация вещества мгновенно снижается до какого-то значения и остается постоянной в течении всего процесса.
В каскаде состоящем из НРИС концентрация изменяется постепенно от одного реактора к другому и в среднем в течении всего процесса выше чем единичном НРИСе.
1 – Средняя концентрация СА в КРИСе
2 – Изменение СА в НРИСе
Аналитический метод расчета КРИС.
Он позволяет определить концентрацию на выходе из каскада, а следовательно и степень превращения при любом числе НРИСов и их разном объеме.
Уравнение материального баланса НРИС:
Подставим уравнение (2-4) в уравнение (1)
так как
и
то
Из (4) находим:
Уравнение (6) подставим в (5)
разделим на
принимаем
(ню)
тогда уравнение (7) примет вид:
Для решения уравнения (8) необходимо найти корень из (ню) для этого используют формулу Ньютона:
Производное уравнение (8)
тогда уравнение Ньютона:
j-номер итерации
В качестве первого
приближения можно принять:
по уравнению(10) определяется
-для
каждого реактора доля не прореагировавшего
вещества определяется выражением:
где m=1,2,3,….-число
реакторов в каскаде (КРИС)
14.Классификация с различными тепловыми режимами
Для всех типов реакторов режимы:
1). Адиабатический
2). Изотермический
3). Политропический
Адиабатический режим – отсутствует подвод или отвод реактора, вся теплота хим.реакции расходуется на изменение температуры реакционной смеси.
Изотермический режим - присутствует подвод тепла в реактор и отвод из него, за счёт этого в реакторе поддерживается постоянная температура.
Политропический режим – присутствует либо подвод тепла в реактор или отвод из него тепла, за счёт этого температура в реакторе переменная.
Адиабатический и изометрический режим – это предельный идеальный случай, все реальные процессы приняв некоторые допущения, можно отнести с достаточной для практики точности к этим двум режимам.
Политропический режим наиболее сложный реальный режим.