32.Основные структурные элементы реакторов на примере многослойного реактора, оснащенного системой теплообмена.

Многослойный реактор, оснащенный системой, позводяющей охлаждать или нагревать реагент, находящийся между несколькими слоями твердого вещества (например, катализатора)

1- реакционная зона

2- входное и распределительное устройство

3- смеситель

4- теплообменник

5- выходное устройство

Х_г –холодный газ; Т- теплоноситель

(И) и (П) –исходный и конечный продукт.

В данном случае показано охлаждение исходного вещества холодным газом.

Реакционную зону 1, в которой протекает химическая реакция представляют несколько слоев катализатора.

Исходная Г(И) реакционная смесь подается через верхний штуцер. Чтобы обеспечить равномерное прохождение газа через реакционную зону 1 установлен распределитель потока2.

После первого слоя два потока Г(И) и Х_г смешиваются в смесителя 3. Между третьим и четвертым слоями помещен теплообменник 4. Структурные элементы 3 и 4 предназначены для изменения состава и температуры потока между реакционными зонами.

Продукты Г(П) выводятся через выходное устройство (5). Кроме того, реактор может быть оснащен устройством разделения потоков ( не показано)

33. Процесс, происходящий в реакционной зоне (для каталитического и газожидкостного взаимодействия).

1) Каталитическое взаимодействие.

Схема реакционного процесса с участием катализатора через неподвижный слой которого проходит конвективный поток газообразных компонентов. Реагенты Г диффундируют к поверхности катализатора и проникает в его поры, на внутренней поверхности которых протекают реакции. Образовавшиеся продукты реакции обратным путем отводят в поток. Выделившаяся теплота за счет теплопроводности передается теплоносителю. Возникающие градиенты концентраций и температуры вызывают дополнительные потоки теплоты и в-ва к основному конвективному движению реагента к слою катализатора.

2) газожидкостное взаимодействие.

Представляет процесс в слое жидкости через которую барбатирует газ. Между пузырями газа и жидкости происходит газообмен(массообмен). Динамика жидкости складывается из движения около пузырей (1) и циркуляцией в масштабе слоя (2). 1 подобно турбулентной диффузии, 2 – циркуляционному конвективному движению жидкости через реакционную зону.

34.Модель и моделирование.

Моделирование - метод исследования объекта, явления, процесса, устройства на модели с целью исследования самого объекта исследования его модели. Полученные свойства модели переносят на свойства моделируемого объекта. Модель – специально созданный для изучения объект любой природы, более простой, чем исследуемый по всем свойствам, кроме тех, которые необходимо изучить, и способный заменить исследуемый объект так, чтобы получить новую информацию о нем. При исследовании процесса на каждой модели изучают отдельные явления и свойства объекта. Учитываемые в модели явления и параметры называют составляющими моделями. Для изучения разных свойств объекта создают несколько моделей, каждая из которых отвечает определённой цели. Если модель отражает большее (или меньшее) число свойств ее называют более широкой(или более узкой). Понятие «общая модель» - как модель, отражающая все свойства объекта- бессмысленная модель. Чтобы достигнуть поставленной цели на модель должен воздействовать те же факторы , что и на объект. Составляющие и параметры процесса, влияющие на изучаемые свойства называют существенными составляющими модели, а слабо влияющие на свойства параметры – несущественными, их можно не учитывать. Простоя модель содержит лишь существенные составляющие ,иначе модель будет избыточной. Если в модель входят не все составляющие существенно влияющие на ее изучаемые свойства, то модель- неполноценная. Поэтому важно выделить те явления и параметры, которые являются существенными для изучаемых свойств. Простая и полная модель, кроме предсказания заданных свойств, должна давать информацию о неизвестных свойствах объекта.