ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
4. Комбинированная модель «идеальное смешение» и байпас:
(
)
() ()()
() () ( ) ()
τ−+τ=τ
τ−τ
τ
=
τ
τ
,к1к
;
1
cбвхбвых
cвх
c
CCC
CC
d
dC
s
где С
с
– концентрация на выходе элемента «идеальное смешение»; к
б
– коэффициент байпаса.
5. Комбинированная модель «идеальное вытеснение» и циркуляция:
(
) ()
l
lC
u
lC
∂
τ
∂
−=
τ∂
τ
∂
,,
; (1.8)
(
)
0,0
=
lC ; (1.9)
(
)
(
)
τ
=
τ
в
0, CC ; (1.10)
(
)
(
)
(
)
()
τ+
=
τ
+
τ
вцвыхцвх
к1к ССС
, (1.11)
где С
в
– концентрация на входе элемента «идеальное вытеснение»; к
ц
– коэффициент циркуляции.
Отметим, что комбинированной моделью, включавшей элементы «идеальное смешение», «идеальное вы-
теснение», байпас и циркуляцию можно описать гидродинамику объекта любой сложности.
Если в объекте протекают химические реакции, необходимо использовать уравнения формальной кинети-
ки, имеющие вид
()
n
ni
i
CCCSTk
d
dC
α
αα
=
τ
...
21
21
, (1.12)
где С
i
– концентрация i-го вещества, участвующего в химической реакции; k – константа скорости реакции; Т –
абсолютная температура; α
i
– порядок реакции по i-му веществу; S
i
– стехиометрический коэффициент для i-го
вещества.
Зависимость константы скорости реакции от температуры определяется уравнением Аррениуса:
k = A exp(–E/RT), (1.13)
где А – предэкспоненциальный множитель; Е – энергия активации; R – универсальная газовая постоянная.
Например, для бимолекулярной реакции второго порядка, имеющей вид
332211
CSCSCS
k
→+ , (1.14)
уравнения кинетики для участвующих в реакции веществ записываются следующим образом:
211
1
CCkS
d
dC
−=
τ
; (1.15)
212
2
CCkS
d
dC
−=
τ
; (1.16)
213
3
CCkS
d
dC
=
τ
. (1.17)
Если некоторое вещество участвует в нескольких простых реакциях (имеет место сложная параллельная,
последовательная, обратимая или смешанная реакция), то кинетическое уравнение будет состоять из суммы
уравнений, описывающих простые реакции. Например, пусть вещество С
1
участвует в трех простых реакциях:
332211
2
1
CSCSCS
k
k
←
→
+
; (1.18)
463514
3
CSCSCS
k
→+
. (1.19)
Тогда для вещества С
1
кинетическое уравнение имеет вид
.
31433122111
1
CCSkCSkCCSk
d
dC
−+−=
τ
(1.20)
Если через некоторый объект осуществляется проток среды и в нем протекают химические реакции, необ-
ходимо использовать уравнения гидродинамики и химической кинетики. Пусть, например, в реакторе с мешал-
кой протекает реакция (1.14). Гидродинамический режим такого объекта близок к идеальному смешению. Сис-
тема уравнений объединит уравнение (1.3) и систему (1.15) – (1.17):
()
2111вх1
1
1
CCkSСC
d
dC
S
−−
τ
=
τ
; (1.21)
(1.6)
(1.7)
k
1
k
2
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- …
- следующая ›
- последняя »
