Автоматизация технологических процессов и производств. Часть первая. Конспект лекций. Кузьменко Н.В. - 72 стр.

мое в результате химической реакции или поглощаемое в ходе реакции, мгновенно отводится
от реагирующей смеси, так что температура в реакторе не изменяется. При полном отсутствии
теплообмена через стенку реактора в нем протекает адиабатический процесс.
                                         Расход и состав продуктов реакции


                                 Гидродинамические     Давление
                                  и массообменные
                                      процессы
       Расход, состав,
       температура
       регламента                                                            Химический
                                                                              процесс


                                                      Температура
                                  Тепловой процесс
                                                                Тепло реакции


                         Рис. 7.1. Структурная схема химического реактора.
      Весьма важным является разделение реакторов по режиму их работы на периодические
и непрерывные. Если в ходе реакции в аппарат не подаются реагенты и из него не выводятся
продукты реакции, процесс в нем называют периодическим. Реакторы непрерывного действия
- это аппараты, в которых осуществляются непрерывная подача реагентов, и непрерывный от-
вод реакционной смеси.
      Задачи управления непрерывными и периодическими реакторами существенно различ-
ны. Для первых характерны задачи стабилизации параметров на заданных значениях и ста-
ционарном режиме, для вторых – проведение процесса по заданной программе (например, из-
менение температуры в реакторе по определенному закону). Собственно стационарный про-
цесс в таком реакторе невозможен.
      В зависимости от гидродинамики процесса различают два крайних режима работы ре-
акторов: идеальное (полное) смешение и идеальное вытеснение (поршневой режим). В первом
случае считается, что поступающая реагирующая смесь мгновенно перемешивается со всем
содержимым реактора. При этом концентрации реагентов и температуры во всех точках аппа-
рата в любой момент времени одинаковы и равны концентрации и температуре в выходном
потоке. Диффузионный поток вещества и передача тепла внутри реактора практически отсут-
ствуют, а режим идеального смешения достигается в результате интенсивного перемешивания
мешалками. Реакторы с мешалкой широко распространены в химической промышленности.
      В случае идеального вытеснения предполагается поршневое течение реагирующей сме-
си в аппарате, когда полностью отсутствует перемешивание вдоль потока и каждый элемен-
тарный слой в реакторе независим от соседних. В то же время градиенты концентраций и тем-
пературы в направлении, перпендикулярном движению потока, отсутствуют. Такой режим
обычно предполагается в трубчатых реакторах.



                                                 72