1、1.返混的利弊和抑制返混的方法,返混和停留时间分布,2.停留时间分布的描述和实验测定,3.分散模型,4.多级全混釜串联模型,分散模型,轴向分散对化学反应的影响,轴向分散作用,(分散模型)轴向扩散模型,(仿照一般分子扩散中用扩散系数来表征的情况),用“有效扩散系数”来表征一维返混情况;,认为非理想流动反应器中的返混是在平推流的基础上叠加一个逆向涡流扩散流动。,该模型适用范围:,偏离平推流较小的非理想流动eg:湍流流动的管式、固定床和塔式反应器,该模型适用范围:,轴向扩散模型,基本假定:,1.流体沿轴向有参数变化,径向参数均一,2.流体流动为主流平推流叠加一逆向涡流扩散,3.逆向涡流扩散遵循菲克定
2、律,且整个反应器内轴向扩散系数E为一个常数,dl,物料平衡方程:进入=流出+反应消耗+积累,进入=流出+反应消耗+积累,进入量:主流体流入 逆向扩散进入,流出量:主流体流出 逆向扩散流出,将上述关系带入物料平衡方程,整理可得:,(轴向扩散基础模型),注意若为稳定流入,则,采用阶跃示踪法,因为示踪剂要求与原物料无化学反应,故有,整理得:,(4.27),Pe彼克列(Peclet)数,对于脉冲信号,式(4.28)的解如下图,对于一个一维流动并且稳态操作,有,则轴向扩散模型基础方程,变为,轴向分散对化学反应的影响,对于一个一级不可逆反应,有,又由于,此常系数微分方程没有解析解,可以图解,例4-3 在例4-2所述的反应器中进行以及反应AP,反应动力学方程为,用分散模型计算该反应器的转化率,1.由反应器判断反应器流体流入和流出的情况,解:,2.由流体流出情况选择对应的两个特征值的公式,即,注:若此反应在相同停留时间的平推流反应器和全混流反应器中进行,其转化率分别是,由此可见,转化率由高到低为:平推流实际反应器全混流,谢谢,菲克定律:在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量与该截面处的浓度梯度成正比,浓度梯度:浓度随扩散距离的变化,Pe的物理意义: 流动量与扩散量的比值,反应器流体进入反应器时是否变化分为四中边界条件:开-开式,开-闭式,闭-开式和闭-闭式,边界条件:,