Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 16 стр.

         1.2.Односторонние реакции в открытых системах

     В открытой системе происходит непрерывный материальный
обмен с окружающей средой. Кинетическое описание реакций в таких
системах проводят введением в дифференциальные уравнения
дополнительных членов: скорости введения реагентов в реактор и
скорости удаления продуктов и оставшихся реагентов из реактора. В
реакторе поддерживаются постоянными температура и давление.
Постоянство давления обеспечивается равенством объёмных скоростей
подвода реагентов и отвода смеси продуктов и не прореагировавших
веществ. В зависимости от скорости подачи реагентов, объёма,
конфигурации реактора и других характеристик осуществляется тот или
иной гидродинамический режим потока – ламинарный или
турбулентный.
     При ламинарном режиме в каждом сечении реактора в случае
установившегося подвода реагентов и отвода смеси продуктов из
реактора характерной будет неизменность концентраций реагентов и
продуктов. Кинетическое описание процессов в подобном реакторе
идеального вытеснения практически не отличается от такового для
замкнутых систем. Концентрационную характеристику в выбранном
сечении реактора относят к времени "t", выраженному как "L/u", где "L"-
длина от начала реактора, "u"- линейная скорость движения фронта
потока вдоль реактора.
     При    турбулентном    режиме     в   результате    интенсивного
перемешивания реакционный объём концентрационно однороден. В
установившемся режиме концентрации реагентов и продуктов реакции
одни и те же в каждом элементе объёма реактора и не изменяются во
времени. Такие неизменные во времени, термодинамически
неравновесные концентрации называются стационарными.
     В случае несжимаемого потока газа или жидкости через реактор в
кинетическое уравнение вводится скорость массообмена, приведённая к
объёмным концентрациям:

           dCi W ⎛ 0
              = ⎜⎝ Ci − Ci ⎞⎟⎠ ,                             (1.2.1)
            dt V
     где W – объёмная скорость потока через реактор,
    С0i – концентрация частиц i-го сорта в исходной смеси,
    Сi – концентрация внутри реактора,
    V – объём реактора.


                                   16