§2. Реактор с мешалкой в стационарном состоянии.

 

  

2.1. Основные допущения:

1)В реакторе МИС.

2)В рубашке МИС.

3)Уравнения математической модели записываются для стационарного режима.

4)Реакции в реакторе гомогенные, нет фазовых переходов; все

процессы в жидкой фазе, все реакции протекают одновременно.

5)Теплопередача, теплоизлучение отсутствуют.  

 

2.2. Уравнения балансов для основного и вспомогательного (теплового) потоков 

 

 

 

 

 

 

- интенсивность локальной теплопередачи через поверхность F

- интенсивность локального источника тепла химической реакции в объёме V

- интенсивность локального источника компонента за счёт химической реакции.  

2.3. Система уравнений математического описания:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4. Информационная матрица

 

§3. Реактор с мешалкой – динамическая модель. 

  

3.1. Система уравнений математического описания:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Непрерывные и периодические процессы.

 

 

 

 

Процесс будет периодическим, если члены II и III равны 0.

Процесс будет полупериодическим или полунепериодическим, если либо II либо III равны 0.Если присутствуют все члены уравнения – это непрерывный, динамический (нестационарный) процесс.Если I равен нулю, то мы имеем непрерывный статический (стационарный) процесс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нужно задать дополнительные условия (решаем задачу Коши – получения частного решения)

 

 

 

 

 

 

  

3.3. Информационная матрица.

 

 

 

§1. Стационарный режим политропического реактора.

 

а) Теплоноситель движется в режиме прямотока (Задача Коши или задача с начальными условиями).

 

 б) Теплоноситель движется в режиме противотока (Краевая задача).

 

 1.1. Основные допущения:

 - микрокинетика: реакция

 

 

 

- движение потоков представляется гидродинамической моделью идеального вытеснения;

 - тепловые эффекты стадий не зависят от температуры;

 - при теплообмене между основным потоком и потоком в рубашке учитывается только теплопередача;

 - коэффициент теплопередачи = const.

 

1.2. Микрокинетика процесса

 

 

 Определить:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Выбираем 2 ключевых компонента А и В

 

 

 

Стехиометрическое соотношение для неключевого компонента С:

  

 

 

 

 

 

1.3. Математическое описание процесса (прямоток).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение для потока теплоносителя: 

 

 

 

n+3 дифференциальных уравнений.

 

 Начальные условия:

 

 

 

 

 

 

 

 

Для определения частного решения на компьютере решается задача Коши или задача с начальными условиями – см. теплообменник «вытеснение-вытеснение» (прямоток).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4. Информационная матрица (прямоток)

 

 

1.5. Блок-схема алгоритма расчёта (прямоток)

 

 

 

 

 1.6. Математическое описание процесса (противоток).

 

 

 

 

 

Модель идеального вытеснения, покомпонентный баланс:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Уравнение для потока теплоносителя:

 

 

 

  

n+3 дифференциальных уравнений, в сравнении с прямотоком изменилось только уравнение (11).

 

 Система начальных условий:

 

 

 

 

 

 

 

 Для определения частного решения на компьютере решается краевая задача с краевыми условиями – см. теплообменник «вытеснение – вытеснение» (противоток).

 

 

 

 

Начальное приближение:

 

 

Краевое условие превратилось в уравнение, которое определяет величину , т.е. величину температуры теплоносителя на входе.