4-§. Жараён тезлигининг асосий формулалари. Кимёвий технологик жараён тезлигини турли катталикларнинг вақтга
нисбати орқали ифодалаш мумкин.
Идеал сиқиб чиқариш режимида оддий қайтар жараёнлар учун чиқаётган маҳсулот миқдори G реакцион аралашмадаги маҳсулот концентрацияси См , дастлабки моддалар концентрацияси Сg ва айланиш даражаси X нинг вақт бирлиги ичида ўзгариши 6 расмдаги эгри чизиқлар орқали ифодаланган. Кичик вақт бирлиги d ичида барча катталикларлар мос равишда dG , dCM , dCд dx га ўзгаради, яьни жараён тезлиги ни қуйидагича ифодалаш мумкин:
dG dCM ; dCд ; dx (2.37)
;
d d d d
Оқимли реакторларда жараён вақти маьлум бир реакцион аралашманинг сарфланишида Vap(м3 /c) реактор ҳажмига v пропорционалдир:
v V ap (2.38)
6 - расм. Идеал сиқиб чиқариш режимидаги оддий қайтар Шунинг учун (2.37) ифодани реакциялар учун вақт бўйича қуйдагича ўзгартириб ёзиш кинетик катталикларнинг ўзгариши. мумкин:
dG dCM ; Vap dCд ; Vap dxdv (2.39)
Vap ; Vap dv dv dv Ўрнатилган оқимда кўпинча (2.39) даги Vap тушириб қолдирилади.
Агар реагентлар оқимининг чизиқли тезлиги w доимий бўлса, вертикал цилиндр кўринишидаги реакторларда жараён вақти реактор баландлигига H пропорционал бўлади.
H w (2.40)
Натижада жараён тезлиги формуласини қуйдагича ифодалаш мумкин:
dG dCM dH dH
w ; w (2.41)
ва ҳ.к.
Турғун шароит учун w тушуриб қолдирилади.
Жараён тезлигининг тенгламаларида асосий аниқловчи катталиклар бутезлик константаси, жараённинг харакатлантирувчи кучи ва яна реакцион хажм.
( k C v )
Юқорида келтирилган тенгламалардаги катталиклар қуйидаги бирликларда ифодаланади: - секунд ёки соат; k- с-1 ёки соат-1 ;G-кг; v-м3 ; C ваCм –кг/м3.
Масса узатиш билан кетадиган гетероген жараёнлар учун тезлик формуласи
Ньютоннинг иссиқлик узатиш тенгламасига монанд ёзилади.
dG d
kFC; (2.42)
бу ерда: k-масса узатиш коэффиценти; F-фазалар таъсирлашув юзаси; C -
жараённинг харакатлантирувчи кучи.
Тўлиқ аралаштириш режимида кетадиган жараёнларда барча реагентларнинг концентрацияси ва айланиш даражаси бутун реакцион хажмда доимий бўлади, яъни v ,,Н бўйича ўзгармасдир (6-расмга қаранг). Шунинг учун тезлик константаси k доимий бўлганда жараён тезлиги алгебраик нисбатлар орқали ифодаланади:
; G Cм ;Cg ; X ; Vар(G/v);Vap(Cm /v) ва бошқалар. (2.43)
Тўлиқ аралаштиришда кўп босқичли ва ёпиқ жараёнлар учун:
Gох.м. Gб.м. ; ёки Сох.м. Сб.м.; ёки Хох.м. Хб.м. ;
(2.44)
бу ерда: бошланғич концентрацияни Сб.м. охирги аралашма хажмига қайта
хисоблаш коэффициенти.
6-расмдан кўриниб турибдики, реагентларнинг ўртача концентрацияси аралаштириш режимида охирги концентрацияга тенг бўлади: СбқСох Бундан келиб чиққан холда ўртача С охирги С га тенг бўлади: СбқСох Шундай қилиб, аралаштириш режими учун жараён тезлигининг тўлиқ тенгламаси қуйидаги кўринишга келади: