11.11. Моделі ректорів з неідеальною структурою потоку
У теорії реакторів розроблені моделі, що дозволяють врахувати не ідеальність потоку. Ці моделі теж є наближеними, однак вони більш точно описують реальний процес, ніж моделі ідеального змішування чи витіснення.
Математичні моделі реальних реакторів можуть бути побудовані на основі двох підходів:
1. Заснований на уявній заміні реального реактора тією чи іншою комбінацією ідеальних апаратів.
2. При складанні математичного описання прагнуть врахувати всі реальні фізичні явища, що відбуваються в апараті і внести їх у рівняння моделі.
При першому підході математична модель являє собою систему рівнянь, що поєднують математичні описання декількох ідеальних реакторів. Кількість рівнянь може бути великою, але за структурою вони залишаються такими ж простими, як і рівняння ідеальних моделей.
При другому підході число рівнянь може бути менше, але вони більш складні й отже складні методи їхніх рішень.
11.12. Ячеїста модель.
У ячеїстій моделі реальний апарат уявою розчленовують на N послідовно з'єднаних елементів ідеального змішування.
Рис. 11.17. Схема ячеїстої моделі реактора
Сумарний об’єм всіх елементів дорівнює повному об’єму реактора. Така заміна правомірна за наступних причин: 1. каскад реакторів при N = 1 являє одиничний реактор ідеального змішування, а при N = ∞ і нескінченно малих об’ємах секцій перетворюється в реактор ідеального витіснення.
У такий спосіб за допомогою моделі каскаду реакторів ідеального змішування можна описати граничні гідродинамічні режими. У реальному реакторі існує проміжний режим, який можна описати за допомогою моделі каскаду РІЗ-К, що складається з N секцій, причому, з однієї сторони, N≠1, і з іншої − N являється кінцевим числом. Як правило, можна задовільно описати реальний реактор при N < 10. Число секцій N, що заміняють реальний реактор, і є єдиним параметром ячеїстої моделі. При відомому N розрахунок реактора на основі ячеїстої моделі ничим не відрізняється від розрахунку проточних реакторів ідеального змішування і представляє собою послідовні рішення рівнянь математичної моделі кожної ячейки (секції) ідеального змішування- це розрахунок каскаду
РІЗ-К.
1 Величини, які відповідають стану хімічної рівноваги, позначені додатковим індексом е.