会计学23456物料在管式反应器中的流动（理想置换(zhìhuàn)假设）理想置换假设的内容是①假定径向流速分布均匀，即所有的质点以相同的速率从入口流向出口，就像活塞运动一样，所以理想置换所对应(duìyìng)的流型又称为活塞流；②轴向上的同截面上浓度、温度分布均匀6.2等温管式反应器的计算(jìsuàn)于是(yúshì)设在理想置换管式反应器中进行等温恒容n级不可逆反应(kěnì-fǎnyìng)，rA=kCAn。设A的浓度为CA时，A的摩尔流量为nA，则结合转化率的定义，有CA=nA/FV0=(nA0(1-xA))/FV0=CA0(1-xA)12对于(duìyú)恒容过程管径与管长的确定(quèdìng)(2)先规定流体(liútǐ)流速u，据此确定管径d，再计算管长L，再检验Re是否>104(4)对于传热(chuánrè)型的管式反应器，可根据热量衡算得出的传热(chuánrè)面积A，确定管径d和管长L，再检验Re是否>104例6.1化学反应A+2B→C+D在管式反应器中实现，rA=1.98×10-2CACBkmol/(m3·min)。已知A、B的进料流量分别为0.08m3/h和0.48m3/h；混合后A、B的初浓度分别为1.2kmol/m3和15.5kmol/m3；密度分别为1350.0kg/m3和881.0kg/m3；混合物粘度(zhāndù)为1.5×10-2Pa·s。要求使A的转化率达到0.98，求反应体积，并从Φ24×6,Φ35×9,Φ43×10三种管材中选择一种。解：反应物的体积(tǐjī)流量FV0=FVA+FVB=0.56m3密度ρ=(FVAρA+FVBρB)/(FVA+FVB)=948.0kg/m3反应器任意位置，CA=CA0(1-xA)CB=CB0-2CA0xA，所以rA=kCACB=CA0(1-xA)(CB0-2CA0xA)代入已知数据(shùjù)得VR=0.134m3等温变容(biànrónɡ)管式反应器例如(lìrú)下列气相反应，设停留时间为τ，反应物A的转化率为xA，于是n=nA0(1-xA)+nB0-bnA0xA/a+snA0xA/a+rnA0xA/a=nA0+nB0+nA0xA((s+r-b)/a-1)定义τ=τ时，反应物A在气相中的摩尔(móěr)分率为yA此时(cǐshí)A组份的浓度为CA，所以于是，对于(duìyú)n级不可逆反应rA=kCAn，其速率方程可表达为于是(yúshì)，对于n级不可逆反应rA=kCAn，其速率方程又可表达为例6.2在理想(lǐxiǎng)置换管式反应器中进行等温二级不可逆反应A+B→R，已知气体物料的起始流量为360.0m3/h，A和B的初浓度均为0.8kmol/m3，其余的惰性气体的浓度为2.4kmol/m3，速率常数为8.0m3/(kmol·min)。要使A的转化率达到0.90，求停留时间和反应体积。于是(yúshì)6.3变温管式反应器为方便模型化，可将反应温度和关键(guānjiàn)组份的转化率表达为反应器轴向位置的函数。(2)热平衡方程(fāngchéng)因此，稳态操作(cāozuò)下，热平衡方程为间壁(jiànbì)传热量与物料(wùliào)平衡方程联立假设在反应器中物料温度从T0变化到T，忽略(hūlüè)反应过程中物系总摩尔数的变化，上式左端可积分为所以(suǒyǐ)于是(yúshì)38394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818283848586878889909192