《北学反应工程》款橐 苇3章理想反应罾 3.3连续操作的完全混合流反应器 1.操作特点: ①反应物料和产物流速恒定 ②反应流体在器内是完全混合的,故在反应器内时具有均一的温度和 组成,且与从反应器流出的物料的温度和组成是一致的 ③这是一种定常态操作; ④当反应流体的密度是恒定时,则流出和流入反应器的容积流速vo是 相同的; 器内的反应速率亦维持恒定。 2.物料衡算方程 对组份A就整个反应器作物料衡算可得 单位时间流)_(单位时间流)_单位时间内(A在在反应在 人A的量 出A的量 A的的反应的累积累积 C C (-rA) 0 (-rA)=10CA0-vC4 40-Ca CorA (3-3-1) Vo 式中τ称为空间时间,它具有与时间相同的因次。 [板书]3.不同空时下反应器内或出口物料的组成的计算 讲解] 方法:应用式(3-3-1),将具体的速率方程代入此式即可求得不同空时 下反应器内或出口物料的组成 (1)c(浓度)一τ关系推导 举例] 例如:对于一级不可逆串联反应:AP-→S,若在原始物料 中不含产物,即Cp=Cso=0。对组份A作物料衡算(根据物料衡算式 (3-3-1)),可得 [讲解] 对P作物料衡算: 「单位时间流)(单位时间流(单位时间内 反应反应 人P的量 出P的量 生成P的量 累积速度 (p )i rp=k,Ca-k2Cp ④式代入①式有: C-C 1+k1 作者:傅杨武重庆三峡学院化学工程系 第3页共18页《化学反应工程》教案 第 3 章 理想反应器 3.3 连续操作的完全混合流反应器 ［板 书］ ［讲 解］ ［举 例］ ［讲 解］ １．操作特点： ① 反应物料和产物流速恒定； ② 反应流体在器内是完全混合的，故在反应器内时具有均一的温度和 组成，且与从反应器流出的物料的温度和组成是一致的； ③ 这是—种定常态操作； ④ 当反应流体的密度是恒定时，则流出和流入反应器的容积流速v 是 相同的； 0 ⑤ 器内的反应速率亦维持恒定。 ２．物料衡算方程 对组份 A 就整个反应器作物料衡算可得：        =       −       −      的累积累积 A在在反应在 A的的反应 单位时间内 出A的量 单位时间流 入A的量 单位时间流 v 0CA0 CA v0 ( ) A V − r 0 即有： ( ) A A CA r v C v V − = 0 0 − 0 A A A A A A r C x r C C v V − = − − = = 0 0 0 τ (3-3-1) 式中 τ 称为空间时间，它具有与时间相同的因次。 ３．不同空时下反应器内或出口物料的组成的计算 方法：应用式(3-3-1)，将具体的速率方程代入此式即可求得不同空时 下反应器内或出口物料的组成。 （１）Ｃ（浓度）—τ关系推导 例如：对于一级不可逆串联反应： A ，若在原始物料 中不含产物，即 P S →k1 →k2 CP0 = CS 0 = 0 。对组份 A 作物料衡算（根据物料衡算式 (3-3-1)），可得： τ A A A Ar v V C C r = −         − = − 0 0 ① 对Ｐ作物料衡算：        =       +       −      的累积速度 P在反应反应 生成P的量 单位时间内 出P的量 单位时间流 入P的量 单位时间流 ０ v0CP (rP )V ０ 即有： v0CP = rPV ， 即 P CP τ ⋅r = ② 而： P A CP r k C k = 1 − 2 ③ A CA r k − = 1 ④ ④式代入①式有： A A A C C C k − = 0 1τ (3-3-2) 或： τ 0 1 1 1 C k C A A + = (3-3-3) 作者：傅杨武 重庆三峡学院化学工程系 第 3 页 共 18 页