Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 17 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

17
Если массообмен происходит вследствие диффузии реагентов
через стенки реактора, то объёмная скорость потока
i-го компонента
через стенку реактора равна
WD
S
ii
=⋅
δ
, (1.2.2)
где
D
i
коэффициент диффузии частиц i-го сорта,
Sобщая площадь проницаемой поверхности реактора,
δ
- толщина стенки.
Рассмотрим простейший случай реакций первого порядка,
проводимых в условиях реактора идеального смешения. Пусть в реактор
поступает одно вещество "
А" с объёмной скоростью W
1
(см
3
с
-1
),
превращающееся с константой скорости
k в продукт "Р". Постоянство
стационарной концентрации [
A]
ст
в реакторе объёма V означает
постоянство числа молей
N
A
вещества А в реакторе, т.е.
[] [] []
dN
dt
WA WA kA V
A
ст cт
== 0
1
0
2
,
(1.2.3)
где
W
2
объёмная скорость вывода смеси А и Р из реактора. Для
[A]
ст
получим выражение
[]
[]
[] []
А
WA
WkV
AP
ст ст
=
+⋅
=−
1
0
2
0
.
(1.2.4)
Показатель глубины протекания реакциистепень превращения "
А" в
"
Р" - будет равен
[
]
[]
[]
[
]
[]
α
==
=−
+⋅
Р
А
АА
А
W
WkV
ст ст
0
0
0
1
2
1.
(1.2.5)
Для реакции
А Р, идущей без изменения числа газовых
молей, или для реакций в растворе стационарный режим работы
проточной системы определяет равенство
W
1
= W
2
, т.е.
     Если массообмен происходит вследствие диффузии реагентов
через стенки реактора, то объёмная скорость потока i-го компонента
через стенку реактора равна

                       S
          Wi = Di ⋅ ,                                                 (1.2.2)
                       δ
     где Di – коэффициент диффузии частиц i-го сорта,
    S – общая площадь проницаемой поверхности реактора,
    δ - толщина стенки.
     Рассмотрим простейший случай реакций первого порядка,
проводимых в условиях реактора идеального смешения. Пусть в реактор
                                                              3 -1
поступает одно вещество "А" с объёмной скоростью W1(см с ),
превращающееся с константой скорости k в продукт "Р". Постоянство
стационарной концентрации [A]ст в реакторе объёма V означает
постоянство числа молей NA вещества А в реакторе, т.е.

          dN A
               = 0 = W1 ⋅ [ A] 0 − W2 ⋅ [ A] ст − k ⋅ [ A] cт ⋅ V ,   (1.2.3)
           dt
      где W2 – объёмная скорость вывода смеси А и Р из реактора. Для
[A]ст получим выражение

                      W1 ⋅ [ A] 0
          [ А] ст   =             = [ A] 0 − [ P] ст .                (1.2.4)
                      W2 + k ⋅ V

Показатель глубины протекания реакции – степень превращения "А" в
"Р" - будет равен

                [ Р] ст [ А] 0 − [ А] ст         W1
          α=            =                = 1−            .
                 [ А] 0       [ А] 0          W2 + k ⋅ V              (1.2.5)


     Для реакции А    → Р, идущей без изменения числа газовых
молей, или для реакций в растворе стационарный режим работы
проточной системы определяет равенство W1 = W2, т.е.



                                       17