信阳师范大学：《化学反应工程基本原理》课程教学资源（PPT课件）第三章 理想间歇反应器与典（小结）

第三章小结

第三章 小结

一、基本概念和公式 1、反应器设计的基本内容 反应系统的动力学特性 (1)选择合适的反应器型式 反应铅的流动特正和传递特性 最大反应效果 (2)确定最佳的工艺条件 反应骚的操作稳定性 (3)计算所需反应器体积 目标→反应踊结构和尺寸的优化

1、反应器设计的基本内容 (1)选择合适的反应器型式 (2)确定最佳的工艺条件 (3)计算所需反应器体积 反应系统的动力学特性 反应器的流动特征和传递特性 最大反应效果 反应器的操作稳定性 目标 反应器结构和尺寸的优化 一、基本概念和公式

2、反应器设计的基本方程 动力学方程式 the kinetic equation 物料衡算方程式 the mass balance equation 热量衡算方程式 the energy balance equation 动量衡算方程式 the momentum balance equation

动力学方程式 物料衡算方程式 热量衡算方程式 动量衡算方程式 the kinetic equation the mass balance equation the energy balance equation the momentum balance equation 2、反应器设计的基本方程

。3、间歇反应器的特征 。（1)由于剧烈搅拌，反应器内物料浓度达到分 子尺度上的均匀，且反应器内浓度处处相等，因 而排除了物质传递对反应的影响； 。（2)具有足够强的传热条件，温度始终相等， 无需考虑器内的热量传递问题； 。（3）)物料同时加入并同时停止反应，所有物料 具有相同的反应时间

❖ 3、间歇反应器的特征 ❖ （1） 由于剧烈搅拌，反应器内物料浓度达到分 子尺度上的均匀，且反应器内浓度处处相等，因 而排除了物质传递对反应的影响； ❖ （2） 具有足够强的传热条件，温度始终相等， 无需考虑器内的热量传递问题； ❖ （3） 物料同时加入并同时停止反应，所有物料 具有相同的反应时间

4、间歇反应器的数学描述 用数学模型描述反应物组成随时间的变化情况对整 个反应器进行物料衡算： 流人量=流出鱼+反应量+累积量 单位时间内反应量=单位时间内消失量 (-r4V=- dna=nao dt dt (m4=nn0-x》 当反应体积不变时，（一r)=- dc dt

4、间歇反应器的数学描述 用数学模型描述反应物组成随时间的变化情况对整 个反应器进行物料衡算： 0 流入量 = 流出量 + 反应量 + 累积量 0 单位时间内反应量 = 单位时间内消失量 0 0 ( ) ( (1 )) , ( ) A A A A A A A A A dn dx r V n n n x dt dt dC r dt − = − = = − 当反应体积不变时 − = −

图解积分示意图 c图 [-A t/cao XAO C

图解积分示意图 t/cA0 [－rA] -1 x x Af xA0 t [－rA] -1 CAf CA CA0 0 0 0 ( ) ( ) Af A A x C A A A C A A dx dC t C r r = = − − −  

5理想间歇反应器中整级数单反应的反应结果表达式 反应级数反应速率 残余浓度式 转化率式 k=Co-C kt=C0XA n=0 (-r)=k Ci=Co-kt 34-Co kd-In 1 n=1 ()=kC kr-h Cu CA 1-xA x=1-e-M =1 I 1x4 n=2 (-ra)=kC2 k- Co1-X4 Cokt C1C x4=1+C n级 n≠1 ()=KCC-C)

反应级数 反应速率 残余浓度式 转化率式 n=0 n=1 n=2 n级 n≠1 ( ) A A − = r kC ( ) A − = r k 2 ( ) A A − = r kC ( ) n A A − = r kC A0 A C kt ln C = A A 0 kt C C = − A A 0 kt C x = 0 kt C C e A A − = 1 kt A x e − = − 1 1 A kt ln x = − 0 1 1 A A kt C C = − 0 1 1 A A A x kt C x = − C C kt A A = − 0 0 A A kt x C = 0 0 1 A A A C C C kt = + 0 0 1 A A A kt x C C kt = + 1 1 0 1 ( ) 1 n n A A kt C C n − − = − − 1 1 0 1 1 ( 1) n n A A x kt n C − = + − （ － ）－ 5 理想间歇反应器中整级数单反应的反应结果表达式

6、典型化学反应的浓度效应和温度效应

6、典型化学反应的浓度效应和温度效应