反應(yīng)器基礎(chǔ)知識-流體流動(dòng)

非理想形成的原因1、滯留區(qū)的存在2、溝流和短路3、循環(huán)流4、流體流速分布不均勻5、擴(kuò)散反應(yīng)器內(nèi)非理想流動(dòng)模型非理想流動(dòng)模型軸向擴(kuò)散模型假設(shè)①在垂直于流體流動(dòng)方向的每一截面上，具有均勻的徑向流速；②在流體流動(dòng)方向上（軸向）存在擴(kuò)散，并以軸向擴(kuò)散系數(shù)E來表示，并可用費(fèi)克定律來描述；③軸向擴(kuò)散系數(shù)在反應(yīng)器內(nèi)是恒定的，不隨軸向位置發(fā)生變化模型參數(shù)：特征：Pe越大，返混程度越小；Pe越小，返混程度越大。當(dāng)Pe→0時(shí)，對流流動(dòng)速率比擴(kuò)散速率慢得多，可以認(rèn)為是全混流；當(dāng)Pe→∞時(shí)，軸向擴(kuò)散系數(shù)接近0，可以認(rèn)為是平推流。非理想流動(dòng)模型軸向擴(kuò)散模型用軸向擴(kuò)散模型進(jìn)行反應(yīng)器計(jì)算步驟：1、測反應(yīng)器的停留時(shí)間分布，求出2、根據(jù)，求出模型參數(shù)Pe3、解反應(yīng)模型求轉(zhuǎn)化率。非理想流動(dòng)模型多釜串聯(lián)模型假設(shè)：①它是由N個(gè)體積相等的全混流反應(yīng)器組成；②從一個(gè)全混流反應(yīng)器到另一個(gè)全混流反應(yīng)器之間的物料不發(fā)生任何反應(yīng)；③認(rèn)為每個(gè)全混流反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)均為等容過程。模型參數(shù)：模型中串聯(lián)的釜數(shù)特征：N越大，返混程度越??；當(dāng)N越小，返混程度越大。當(dāng)N=1表示為全混流；當(dāng)N=∞表示為平推流；1﹤N﹤∞時(shí)，表示為實(shí)際流動(dòng)反應(yīng)器。

非理想流動(dòng)模型多釜串聯(lián)模型用多釜串聯(lián)模型進(jìn)行反應(yīng)器計(jì)算步驟測反應(yīng)器的停留時(shí)間分布，求出根據(jù)，求出模型參數(shù)N（N要圓整）逐釜計(jì)算求出最終轉(zhuǎn)化率。非理想流動(dòng)的改善改善措施1、增大流體在設(shè)備內(nèi)的湍流程度，以消除軸向擴(kuò)散而造成的停留時(shí)間分布不均勻的現(xiàn)象。2、在反應(yīng)器內(nèi)裝設(shè)填充物，以改變設(shè)備內(nèi)速度分布和濃度分布，從而使停留時(shí)間分布趨于均一化。但要注意避免溝流和短路現(xiàn)象的發(fā)生。3、增加設(shè)備級數(shù)或在設(shè)備內(nèi)增設(shè)擋板。4、采用適當(dāng)?shù)臍怏w分布裝置，或調(diào)節(jié)各組反應(yīng)管的阻力，使其均勻一致。

特點(diǎn)：由于流體沿同一方向以相同的速度推進(jìn)，所有流體粒子在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間相等；在定態(tài)下，沿流體流動(dòng)方向上，流體的參數(shù)（如溫度、濃度、壓力等）不斷變化，而與流動(dòng)方向相垂直的徑向方向上所有的參數(shù)均相同；返混程度為0.方差為0假設(shè)基礎(chǔ)：高速湍流長徑比較大、流速較快的管式反應(yīng)器內(nèi)的流體流動(dòng)可認(rèn)為是理想置換流動(dòng)模型。理想置換流動(dòng)模型反應(yīng)器內(nèi)理想流動(dòng)模型tE(t)01.00停留時(shí)間描述理想置換流動(dòng)模型tE(t)0特點(diǎn)：認(rèn)為進(jìn)入反應(yīng)器的新鮮流體粒子與存留在反應(yīng)器內(nèi)流體粒子能在瞬間混合均勻，使反應(yīng)器內(nèi)所有流體粒子具有同樣的溫度、同樣的濃度且等于反應(yīng)器出口的溫度和濃度。返混程度為無窮大。

方差為1。假設(shè)基礎(chǔ)：高效攪拌攪拌效果很好的釜式反應(yīng)器內(nèi)的流體流動(dòng)可認(rèn)為是理想混合流動(dòng)模型。理想混合流動(dòng)模型停留時(shí)間描述理想混合流動(dòng)模型流體流動(dòng)流體的流動(dòng)特征：指反應(yīng)器內(nèi)流體的流動(dòng)狀態(tài)和混合情況，它們隨反應(yīng)器的幾何結(jié)構(gòu)（包括內(nèi)部構(gòu)件）和幾何尺寸不同發(fā)生變化。由于反應(yīng)流體在反應(yīng)器內(nèi)流動(dòng)的復(fù)雜性導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)不僅存在流體流速的分布，更重要的是還存在濃度和溫度的分布。使得反應(yīng)器內(nèi)存在不同停留時(shí)間的流體粒子以及不同停留時(shí)間流體粒子之間的混合即返混，從而導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物料處于不同的溫度和濃度下進(jìn)行反應(yīng)。影響反應(yīng)速率和反應(yīng)選擇性，使反應(yīng)結(jié)果發(fā)生變化。停留時(shí)間分布密度函數(shù)E(t)E(t)=0t<0E(t)≥0t≥0歸一化條件流體流動(dòng)的描述1、停留時(shí)間分布密度函數(shù)停留時(shí)間分布停留時(shí)間分布函數(shù)F(t)2、停留時(shí)間分布函數(shù)停留時(shí)間分布t≤0，F(xiàn)(t)=00＜t＜∞，0<F(t)<1t＝∞，F(xiàn)(t)＝1。停留時(shí)間分布的特征值1、數(shù)學(xué)期望2、方差

階躍法－升階法降階法脈沖