2.Зміна ступеня перетворення при адiабатичному режимі

При адiабатичному протіканнi процесу визначити зміну ступеня перетворення по довжині реактора можна тільки при сумісному рішенні дорівнень матеріального і теп-лового балансів. Якісно цю залежність можна пояснити наступним чином (рiс.2.13). На початковій дільниці шару (0- 1) ступінь перетворення буде мала, тому що із-за низьких температур швидкість хiмiчного перетворення буде невелика. На наступних дільницях шару за рахунок протікання хімічної реакції температура зростає, концен-трація вихідного компонента ще достатньо велика і швидкість реакції помітно збільшується,що приводить до чималого збільшення ступеня перетворення (участок 1 - 2). До кінця шару (участок 2 - 3) вихідного компоненту практично не залишається і,відповідно, швидкість реакції

зменьшується і ступінь перетворення практично не Рис 2.13 змінюється

2. 2. 3. Зіставлення різ та рів

Порівняння реакторів найбільш слушно проводити по якомусь параметру, що визначає техніко-економічні показники. У вигляді такого параметра частіше всього використовують час перебування t. Співвідношення між часами перебування в РІЗ (_з) і в РІВ (_в) залежно від ступеня перетворення розглянемо для простійшого випадку - протікання реакції першого порядку при iзотермічних умовах і постійному обсязі.

Для РІЗ із (2.7) слідує :

 = (C_BX – C)/W (2.40)

де = V / Q.

Так.як.у данному випадку W=KC, то висловивши в (2.40) значення концентрації через ступінь перетворення,отримаємо залежність часу

перебування від ступені перетворення для РІЗ :

(2.41)

Для РІВ залежність часу перебування від ступені перетворення може бути одержана з рівняння (2.37)

_в= – 1 / K – Ln(1–X) (2.42)

Тоді відношення = –1/K–Ln(1–X) буде функцією тільки ступені перетворення:

(2,43)

Проведемо зіставлення РІЗ і РІВ,задаючи різні значення міри ступе ні перетворення, зіставляючи моделі по відношенню _C/_B(табл.2.2)

Таблиця 2.2

X	0	0.5	0.7	0.8	0.9	0.99
C/B	1	1.5	2.0	2.5	4	22

З приведеного зіставлення видно,що час перебування у реакторі ідеального змішеняя завжди більше,ніж у реакторі ідеального витиснення. При цьому, чим вище ступінь перетворення Х, тим t більше відрізняється від _B.

Оскільки час перебування прямопропорційний обсягу апарата, то необхідний обсяг РІЗ завжди більше,чим обсяг РІВ. При рівних обсягах реакторів ступінь перетворення Х в РІВ досягає понад більш високих значень,чим у РІЗ. Треба визначити,що відношення обсягу реакторів збільшується з підвищенням порядку реакції.

Графіки залежності ступеня перетворення і концентрації від часу контакту приведені на рис.2.14 та 2.15.

Рис 2.14 Рис 2.15

Для РІВ ступінь перетворення та концентрація змінюється плавно по всій довжині реактора,тому у будь-якому перетині по середня швидкість процесу вище,чим у РІЗ.

Незважаючи на очевидні привілеї РІВ в хімічній промисловiсті надто часто застосовуються і РІЗ, особливо у вигляді каскада реакторів. Це пояснюється передусім простотою їх виготовлення, полегкістю регулювання температури, доступністю узлів апарату, що полегшує очистку внутрішніх поверхностей.