ВУЗ:
Пример 9.6. В гомогенном реакторе идеального вытеснения, представ-
ляющем собой трубу внутренним диаметром 50 мм, протекает адиабатиче-
ская реакция второго порядка. Кинетические параметры реакции: энергия ак-
тивации Е=58200 Дж/моль, k
0
=2·10
7
м
3
/(моль·ч). Начальная концентрация ре-
агента 20 кмоль/м
3
, его мольный расход 60 кмоль/ч, теплоемкость реакцион-
ной смеси 125 Дж/(моль·К). Энтальпия реакции
∆H
r
= −10000 Дж/моль. Определить длину реактора при 90 %-ной степени
превращения, если начальная температура реагентов 77 ºС.
Решение: Подставим исходные данные в систему дифференциальных
уравнений материального и теплового баланса адиабатического реактора:
=
−
−⋅
⋅
⋅
=
.
125
10000
;)1(20000
314,8
58200
exp102
600004
05.014,3
227
2
dz
dX
dz
dT
X
Tdz
dX
A
A
A
После преобразований получим:
.
)1(
7000
exp107,280
)1(
7000
exp107,2
28
28
−
−⋅⋅=
−
−⋅=
A
A
A
X
Tdz
dT
X
Tdz
dX
Таблица 9.6. Результаты решения дифференциального уравнения
z, м 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,3
X
A
, % 0,00 12,94 30,31 51,50 70,54 82,22 88,32 90,21
T, K 350,0 360,4 372,2 391,2 406,4 415,8 420,7 422,2
Решая полученную систему численным методом, можем найти длину
реактора. Например, при решении модифицированным методом Эйлера при
шаге интегрирования 0.02 м получаем длину реактора 1,3 м (см.
табл. 9.6).
9.4. РАСЧЕТ ЭНТАЛЬПИЙ И ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ
Как видно из приведенных уравнений, при тепловом расчете реактора
необходимо обязательно знать энтальпии реакций, энтальпии фазовых пере-
ходов компонентов и теплоемкости компонентов.
Если отсутствует табличное значение, то энтальпию реакции можно
определить по стандартным энтальпиям образования или сгорания компонен-
тов в соответствии с законом Гесса. Для реакции
r
HsSrRbBaA
∆++=+
214
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 212
- 213
- 214
- 215
- 216
- …
- следующая ›
- последняя »
