- •Введение
- •1. Расчет материального баланса ХТП
- •1.1. Расчет приходной части баланса
- •1.1.1. Расчет состава и расхода потока
- •1.1.2. Газы и их смеси
- •1.1.3.Способы выражения концентрации растворов
- •1.1.4.Степень превращения и выход продуктов
- •1.2. Расчет по уравнению химической реакции
- •1.4. Расчет расходной части баланса
- •1.5. Сводная таблица материального баланса
- •1.6. Примеры решения задач
- •1.6.1. Простейшие упражнения
- •1.6.2.Расчет состава равновесной смеси и степени превращения
- •1.6.3. Расчет материального баланса обратимых реакций
- •1.6.6. Расчет материального баланса при одновременном протекании нескольких реакций
- •2. РАСЧЕТ теплового баланса хТП
- •2.1. Основные расчетные соотношения
- •2.2. Примеры решения задач
- •3. Расчет химических реакторов
- •3.1. Основные расчетные соотношения
- •3.2. Примеры решения задач
- •4. Расчеты на персональных компьютерах
- •4.2. Расчет равновесной степени превращения ХА*
- •2. При решении системы уравнений следует ввести начальные условия по искомым компонентам, команду <Given> и получить результаты командой <Find>, введя искомые величины в круглых скобках через запятую.
- •4.3.1. Программа расчета реактора средствами Mathcad
- •Литература
- •Приложения
- •Приложение 1. Термодинамические свойства веществ
- •Приложение 2. Средняя мольная теплоемкость веществ
- •Приложение 3. Соотношения размерностей физических величин
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 1
- •Раздел 2
- •Раздел 3
- •Раздел 4
- •Раздел 5
- •Раздел 6
- •Задачи
- •Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Задание 7
- •Задание 8
- •Задание 9
- •Задание 10
- •Задание 11
- •Задание 12
- •Задание 13
- •Задание 14
102
k,мин-1 |
0,35 |
0,44 |
0,14 |
0,24 |
0,21 |
0,22 |
0,25 |
0,28 |
0,20 |
0,50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W0,л/мин |
132 |
133 |
135 |
153 |
139 |
177 |
167 |
182 |
136 |
149 |
СА,0,моль/л |
10 |
20 |
30 |
50 |
80 |
40 |
90 |
60 |
90 |
50 |
Параметр |
|
|
|
|
РИС-Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ХА |
0,95 |
0,98 |
0,91 |
0,96 |
0,98 |
0,88 |
0,99 |
0,95 |
0,93 |
0,97 |
k,мин-1 |
0,65 |
0,64 |
0,64 |
0,64 |
0,61 |
0,62 |
0,75 |
0,78 |
0,70 |
0,50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W0,л/мин |
302 |
330 |
305 |
503 |
309 |
707 |
607 |
802 |
306 |
409 |
СА,0,моль/л |
31 |
32 |
33 |
35 |
38 |
34 |
39 |
36 |
39 |
35 |
Задание 13
Определить конечную температуру ТК и степень превращения ХА,К, достигаемую в адиабатическом РИС-Н для реакции А → R+Q. Объем реакционного пространства V; расход реакционной смеси W; температура потока на входе Твх; начальная концентрация компонента А СА,0; начальная степень превращения ХА,0 = 0; теплота химической реакции qХ.Р.; удельная теплоемкость реакционной смеси cР; плотность -ρ; константа скорости реакции k.
Параметр |
|
|
|
|
№ варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V,м3 |
0,55 |
0,54 |
0,56 |
0,60 |
0,62 |
0,64 |
0,40 |
0,42 |
0,44 |
0,46 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W, м3/мин |
0,85 |
0,78 |
0,81 |
0,86 |
0,88 |
0,98 |
0,99 |
0,95 |
0,93 |
0,87 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Твх, К |
300 |
400 |
500 |
600 |
350 |
420 |
330 |
450 |
460 |
530 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СА,0,моль/л |
1 |
2 |
3 |
5 |
8 |
4 |
9 |
6 |
9 |
5 |
qх.р., |
-400 |
350 |
200 |
- |
244 |
- |
400 |
865 |
-548 |
69 |
кДж/кмоль |
|
|
|
500 |
|
660 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср, |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
кДж/(кг К) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ρ, кг/м3 |
1110 |
700 |
650 |
750 |
800 |
850 |
900 |
790 |
860 |
1100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
УГХТУ, кафедра общей химической технологии
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
103 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k,мин-1 |
0,45 |
|
0,34 |
|
0,24 |
0,44 |
0,51 |
|
0,52 |
0,55 |
0,58 |
0,60 |
0,70 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
№ варианта |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
12 |
|
13 |
14 |
|
15 |
|
16 |
17 |
|
18 |
19 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V,м3 |
0,15 |
|
0,14 |
|
0,16 |
0,10 |
|
0,12 |
|
0,14 |
0,40 |
|
0,22 |
0,24 |
0,26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W, м3/мин |
0,45 |
|
0,38 |
|
0,51 |
0,36 |
|
0,38 |
|
0,58 |
0,29 |
|
0,65 |
0,43 |
0,77 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Твх, К |
300 |
|
400 |
|
500 |
600 |
|
350 |
|
420 |
330 |
|
450 |
460 |
530 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СА,0,моль/л |
0,1 |
|
0,2 |
|
0,3 |
0,5 |
|
0,8 |
|
0,4 |
0,9 |
|
0,6 |
0,9 |
0,5 |
|
qх.р., |
-400 |
|
350 |
|
200 |
-500 |
|
244 |
|
-660 |
4000 |
|
865 |
-548 |
69 |
|
кДж/кмоль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср, |
0,8 |
|
0,7 |
|
0,6 |
0,5 |
|
0,4 |
|
0,3 |
0,2 |
|
0,3 |
0,4 |
0,5 |
|
кДж/(кг К) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ρ, кг/м3 |
1110 |
|
700 |
|
650 |
750 |
|
800 |
|
850 |
900 |
|
790 |
860 |
1100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k,мин-1 |
0,45 |
|
0,34 |
|
0,24 |
0,44 |
|
0,51 |
|
0,52 |
0,55 |
|
0,58 |
0,60 |
0,70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
№ варианта |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
|
22 |
|
23 |
24 |
|
25 |
|
26 |
27 |
|
28 |
29 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V,м3 |
1 |
|
2 |
|
3 |
5 |
|
8 |
|
4 |
9 |
|
6 |
9 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W, м3/мин |
0,32 |
|
0,33 |
|
0,35 |
0,53 |
|
0,39 |
|
0,77 |
0,67 |
|
0,82 |
0,36 |
0,49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Твх, К |
300 |
|
400 |
|
500 |
600 |
|
350 |
|
420 |
330 |
|
450 |
460 |
530 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СА,0,моль/л |
1 |
|
2 |
|
3 |
5 |
|
8 |
|
4 |
9 |
|
6 |
9 |
5 |
|
qх.р., |
-400 |
|
350 |
|
200 |
-500 |
|
244 |
|
-660 |
4000 |
|
865 |
-548 |
69 |
|
кДж/кмоль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср, |
0,8 |
|
0,7 |
|
0,6 |
0,5 |
|
0,4 |
|
0,3 |
0,2 |
|
0,3 |
0,4 |
0,5 |
|
кДж/(кг К) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ρ, кг/м3 |
1110 |
|
700 |
|
650 |
750 |
|
800 |
|
850 |
900 |
|
790 |
860 |
1100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k,мин-1 |
0,32 |
|
0,33 |
|
0,35 |
0,53 |
|
0,39 |
|
0,77 |
0,67 |
|
0,82 |
0,36 |
0,49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
УГХТУ, кафедра общей химической технологии
104
Задание 14
Найти ХА, достигаемую при реакции А → R, в РИВ и в РИС -Н, если объем реактора V, расход реакционной смеси W, начальная степень превращения ХА,0 и константа скорости реакции k.
Параметр |
|
|
|
|
РИВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V,м3 |
1,3 |
2,0 |
1,5 |
2,6 |
1,6 |
1,4 |
1,40 |
1,2 |
1,5 |
1,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W, м3/мин |
0,85 |
0,78 |
0,81 |
0,86 |
0,88 |
0,98 |
0,99 |
0,95 |
0,93 |
0,87 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k,мин-1 |
0,45 |
0,34 |
0,24 |
0,44 |
0,51 |
0,52 |
0,55 |
0,58 |
0,60 |
0,70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметр |
|
|
|
|
РИС-Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V,м3 |
0,15 |
0,14 |
0,16 |
0,10 |
0,12 |
0,14 |
0,40 |
0,22 |
0,24 |
0,26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W, м3/мин |
0,45 |
0,38 |
0,51 |
0,36 |
0,38 |
0,58 |
0,29 |
0,65 |
0,43 |
0,77 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k,мин-1 |
0,45 |
0,34 |
0,24 |
0,44 |
0,51 |
0,52 |
0,55 |
0,58 |
0,60 |
0,70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметр |
|
|
|
|
РИВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ варианта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V,м3 |
1 |
2 |
3 |
5 |
8 |
4 |
9 |
6 |
9 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W, м3/мин |
0,32 |
0,33 |
0,35 |
0,53 |
0,39 |
0,77 |
0,67 |
0,82 |
0,36 |
0,49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k,мин-1 |
0,32 |
0,33 |
0,35 |
0,53 |
0,39 |
0,77 |
0,67 |
0,82 |
0,36 |
0,49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
УГХТУ, кафедра общей химической технологии