Время пребывания в РПС рассчитывается по формуле:
, в РИВ – по формуле .
Знание времени пребывания газовой смеси внутри ректора позволяет рассчитать объем реактора по заданному объемному расходу смеси и наоборот, объемный расход по заданному объему ректора. Рассчитаем, как степень превращения будет изменяться при увеличении времени пребывания в адиабатическом реакторе.
Порядок решения:
Введем стехиометрические коэффициенты в соответствии с уравнением реакции. Рассчитаем изменение числа киломолей в ходе реакции.
Глобально определим мольные доли веществ в исходной смеси.
Определяем функции для константы равновесия kp, константы скорости реакции kc, безразмерной величины А.
Подключаем модуль с определениями всех основных функций.
Определяем функцию адиабатического разогрева.
Определяем функции прямой, обратной и наблюдаемой скоростей реакции. В функциях константы скорости вместо температуры ставим обращение к функции адиабаты T(t, x).
Для расчета равновесной степени превращения вводим функцию:xp(t, P, x, ZA1, ZB1, ZC1, ZD1).
Определяем функции для расчета времени превращения в РПС и РИВ по уравнению материального баланса.
Используя функцию для расчета равновесной степени превращения, рассчитываем значение равновесной степени превращения для начальной температуры газовой смеси, равной .
Аналогично рассчитываем значение степени превращения близкое к равновесной степени превращения для начальной температуры газовой смеси .
Для построения объемного графика определяем функции , , , а также определяем коэффициент адиабатического разогрева.
Построим поверхности на объемном графике.
Строим график зависимости температуры газовой смеси от степени превращения в адиабатическом реакторе.
Строим зависимость скоростей реакции от степени превращения. Особенность данного графика состоит в том, что скорость реакции зависит одновременно от степени превращения и температуры.
На графике отразим зависимость подынтегральной функции в адиабатическом РПС и РИВ от степени превращения. Площадь под кривой будет соответствовать времени пребывания в адиабатическом РИВ, а площадь под горизонтальной прямой – времени пребывания в адиабатическом РПС.
Строим график зависимости степеней превращения от времени пребывания.
Вывод
Конечная степень превращения наблюдаемой скорости реакции стремится к бесконечности при увеличении времени пребывания смеси в реакторе. Время пребывания смеси в адиабатическом РИВ больше времени пребывания смеси в адиабатическом РПС.
Достарыңызбен бөлісу: |