Amaliy dars 4 (2 soat) Ideal repressiya reaktori: statik rejim

Amaliy dars 4 (2 soat)

Ideal repressiya reaktori: statik rejim
Reaktorning dinamik rejimida oqim parametrlarini (I, V, T bilan) aniqlaydigan ideal repressiya reaktori (boshlash, almashtirish, to'xtatish, favqulodda vaziyat va Pre-avariyaviy vaziyatlar) С_i, V, T reaktorning uzunligi va vaqtida o'zgaradi. Masalan, 4.1 reaktorda dinamik rejimda (ishga tushirish vaqtida) sodir bo'lgan jarayonlarni ko'rib chiqadi.

Misol 4.1. Laboratoriya izotermik reaktorida ideal repressiya­nia bir hil reaktsiyaga ega:

Reaktorni ishga tushirish - bu reaktorning "sovuq" holatidan (reaktorni oqim tezligi V va harorat T_OC bilan boshlang'ich tarkib aralashmasi bilan tozalash) berilgan V, T bilan statsionar rejimga o'tish. U bosqichma-bosqich qisqartiriladi. reaktor haroratining ko'tarilishi t = 0 vaqtida T_OC → T. t = 0 vaqtida C_A va C_B aralashmaning tarkibiy qismlarining konsentratsiyasi vaqt o'tishi bilan va reaktor uzunligi bo'ylab o'zgara boshlaydi (C_i = f (z, t)) va vaqt oralig'idan keyin t_к statsionar rejimga mos keladigan qiymatlarda barqarorlashadi (Ci = f (z), 4.3-rasm).Sanoat reaktorini ishga tushirishda issiqlik muvozanatini hisobga olish kerak. Dinamik rejimning tasviri juda murakkab.

Sanoat reaktorini ishga tushirishda issiqlik balansini hisobga olish kerak. Bunday holda, dinamik rejimning rasmi ancha murakkablashadi.

Ideal aralashmali reaktorning dinamik ishlash rejimining matematik tavsifi qisman differentsial tenglamalardir. Т_вх = Т = Т_вых (izotermik laboratoriya reaktori) va V_вх = V_вых = V (monomolekulyar reaktsiya) da issiqlik balansi tenglamasi chiqarib tashlanadi va komponentlar bo'yicha material balansini tavsiflash uchun siz tenglamadan foydalanishingiz mumkin:

(4.1)

4.1. rasm. Ishga tushirish davrida C_A kontsentratsiyasining o'zgartirishi

4.2. rasm. Ishga tushirish davrida z_i bo'limida С_а kontsentratsiyasining o'zgarishi

4.3.rasm. Statsionar rejimda С_а va С_в kontsentratsiyasining o'zgarishi

Qaror - funktsiya C_i = f (z,t) ikki o'lchovli qator shaklida yoki egri oila C_i = f (z) da t = 0, t_k (rasm. 4.1). Ushbu misolda dinamik ish rejimida ideal repressiya reaktorining modeli xususiy türevlerdeki ikkita differensial tenglama tizimi bilan ifodalanadi:

(4.2)
Xo'sh: t = 0 va z = 0 bilan ... , 1 C_A = C_vx, C_B = C_VxV (t = 0 da reaktordagi kontsentratsiya profili =; "sovuq" reaktorni lineer tezlik bilan dastlabki aralashmasi bilan puflash va).

Gu: z = 0 va har qanday t bilan С_А = С_вхА, С_В = С_вхВ (kirish oqimi, reaktorning doimiy tarkibi aralashmasi bilan oziqlanishi).

Tenglama tizimining parametrlari (4.2) va k ham belgilanishi kerak k.

Tizimning raqamli echimi (4.2) birinchi tenglama misolida ko'rib chiqilishi mumkin. To'g'ridan-to'g'ri muammoni hal qilish natijasida ikki o'lchovli C_a (t,z) qatori bo'ladi, bu tenglamani ikki mustaqil o'zgaruvchiga raqamli ravishda integratsiya qilish yo'li bilan olinadi: t qadam Δt va z qadam Δz bilan.

Jadval. 2.1

To'g'ridan-to'g'ri muammoni hal qilish natijasi

Uchun oqimi ideal joyidan hamda z=u* t va binobarin, integratsiya Δz = u*Δt yoki Δt = Δz / u.

Kichik Δz va Δt da hosilalarning ketma-ket yaqinlashuvidan foydalanganda C_А (t,z) massivni hisoblash uchun tenglamalar quyidagicha hisoblanadi:

(4.3)