反应器中的守恒
反应器中的守恒
化学中的基本方程
守恒方程
物料守恒
- 最基本的形式:初始物料$D$+进入的物料$E$+生成的物料$R_P$ = 剩余的物料$F$+离开的物料$S$+消耗的物料$R_C$
- 将广度量转化为强度量
- 摩尔系数$\mathbf{x}{\mathrm{A}}=\frac{\mathbf{n}{\mathrm{A}}}{\sum{\mathrm{i}} \mathbf{n}{\mathbf{i}}}=\frac{\mathbf{n}{\mathbf{A}}}{\mathbf{n}{\mathrm{TOTAL}}}$
- 质量系数$\mathbf{w}{\mathbf{A}}=\frac{\mathbf{m}{\mathrm{A}}}{\sum{\mathbf{i}} \mathbf{m}{\mathbf{i}}}=\frac{\mathbf{m}{\mathrm{A}}}{\mathbf{m}{\text {TOTAL }}}$
- 浓度$\mathbf{C}{\mathbf{A}}=\frac{\mathbf{n}{\mathrm{A}}}{\mathbf{V}}$
- 密度$\boldsymbol{\rho}=\frac{\mathbf{m}_{\text {TOTAL }}}{\mathbf{V}}$
多元物料守恒
对于n元物料守恒,由$n$个未知数,以二元为例,其方程为:
能量守恒
- $初始时刻焓值+进入的函数值 = 结束时刻焓值+离开的焓值$
- $\mathbf{N}{\text {total }}{ }^0 \overline{\mathbf{C}_p}\left(\mathrm{~T}_0-\mathrm{T}\right)+\mathbf{Q}{\text {ext }}=\mathbf{N}{\mathrm{A}}{ }^0 \chi \Delta \mathrm{H}{\mathrm{R}}(\mathrm{T})$
动力学方程
反应动力学方程
- 反应速率vitesse de réaction :$r{\mathrm{A}}=k C{\mathrm{A}}^\alpha \mathrm{C}_{\mathrm{B}}^\beta \ldots$,$k=k_0 \cdot \exp \left(-\frac{E}{R T}\right)$
兑换率 taux de conversion:$\chi=\frac{\mathbf{n}{\mathrm{A}}{ }^0-\mathbf{n}{\mathbf{A}}}{\mathbf{n}{\mathrm{A}^0}}$,$\mathrm{n}{\mathrm{A}}=\mathrm{n}_{\mathrm{A}}^0(1-\chi)$
浓度,兑换率和时间
物料转移动力学方程
封闭系统和连续系统
封闭间歇式的完美搅拌反应器Réacteur discontinu parfaitement agité:homogène
- 在 t = 0 时填充反应器
- 开始搅拌和反应
- 在确定的时间后停止
排空反应器
完全搅拌连续反应器Réacteur continu parfaitement agité:stationnaire $\Delta t=1$
物料守恒 $\mathbf{N}{\mathrm{A}}{ }^0=\mathbf{N}{\mathrm{A}}+\mathbf{r}_{\mathrm{A}} \mathbf{V}$,$q_0 C_A^0=q C_A+r_A V$
通过时间 Temps de passage dans le réacteur
连续活塞流反应器Réacteur continu en écoulement piston:stationnaire $\Delta t=1$; $\Delta \mathbf{V}=\mathbf{d} \mathbf{V}=\mathrm{S} \mathbf{d z}$
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