Математическая модель процесса в проточном реакторе идеального смешения (РИС)

2.2 Математическая модель процесса в проточном реакторе идеального смешения (РИС) Материальный баланс Схема процесса представлена на рисунке 1. Рассматриваем одну фазу, интенсивно перемешиваемую. Реактор проточный, и процесс протекает непрерывно. В реактор в единицу времени входит поток реагентов объема V0 и с ним каждого компонента в количестве V0Ci0. Температура во входном потоке Т0. Принимаем, что объем реакционной смеси не меняется, и из реактора выходит поток V0 с температурой Т и каждою компонента - V0Ci. Здесь Ci, Т - концентрации компонентов и температура как в реакторе, так и в выходящем потоке. Источник веществ - химическое превращение, т. е. ΣNистi = Wi(С, T)∙Vp. Процесс протекает стационарно: dNi/dt=0. Уравнение (2.1) примет вид Рисунок 1 ∑ Проточный реактор идеального смешения ВХ ∑ ИСТ С, Т ∙ р (2.12) Определим отношение Vp/V0 =τ - среднее время пребывания потока в объеме. Уравнение материального баланса процесса в проточном реакторе идеального смешения (2.12) примет вид: (2.13) С, Т Тепловой баланс V0∙cpT0 - тепловой поток, входящий в элементарный объем, и V0∙cpT выходящий из него. Источник теплоты в реакторе - химическое превращение Qp∙r(С,T)∙Vp и теплообмен Кт∙Fт(Тх - Т) (обозначения параметров теплообмена как в предыдущем процессе). Полагаем, что теплоемкость ср реакционной смеси не меняется в процессе. Уравнение (2.2) принимает вид 0 = V0∙cpT0 - V0∙cpT + Qp∙r(С,T)∙Vp + Кт∙Fт(Тх - Т). Используя определение условного времени реакции τ и удельной поверхности теплообмена Fуд Fт/Vp, получим С, С С С, , ад где С ад ; Кт уд Кт уд Кт уд Т (2.14) Тх Т (2.15) В Тх , В; Тх С Т (2.16) , Начальные условия - концентрации Сi0 и температура Т0 - входят в уравнения (2.13) и (2.14). Такой процесс ц описывающее его уравнения называют режимом (моделью) идеального смешения непрерывным – ИС-н. С, Т ад при ,Т 0иТ Тх Т (2.17) Т А в случае протекания простой реакции W(С,T) =-r(С,T). Перейдя к степени превращения х=(С0 - С)/С0, приведем систему (2.9) к виду ,Т ад при ,Т 0иТ Тх Т Т (2.18)