《北学反应工程》敦 苇3章現想反应 3.5平推流反应器 复习旧课] ①多级串联全混流反应器的设计方程; ②多级串联全混流反应器反应容积、串联釜数N的计算(解析计算 法和图解计算方法)方法; ③多级串联全混流反应器的最优容积比(一级不可逆反应)的计算方 引入新课] 常见于工业上的管式反应器,当其长径比L/D较大,流体的粘度较小, 流速又较大的场合均可近似地按平推流反应器处理。 [板书]5.1-1平推流反应器的特点及其、、r之间的关系 1.平推流反应器的特点 讲解] 流体在管内作平推流流动具有如下特征: (1)在与流动方向呈垂直的截面上没有流速分布 (2)而在流体流动的方向不存流体质点间的混合,即无返混现象; (3)离开平推流反应器的所有流体质点均具有相同的平均停留时间 (t),而这个停留时间就等于反应时间t。 说明] 对于平推流反应器,停留时间和平均停留时间是一致的,为了与反应 时间相区别,此处用t表示而不用t表示。 [板书]2.1、i、r之间的关系 (1)若以u表示流体在反应器内的流速;表示管内离入口处的轴向 距离,则有: (3-5-1 (2)如果反应流体在整个过程中密度p恒定,也即是恒容过程,即有 o(uo为流体在入口时的流速)和v=0,故上式可写成 f=t= L (3-5-2) 讲解] 上式适用泛围: ①对液相反应均可近视为恒容过程 ②对气相恒温、恒压等分子反应为恒容过程, 也就是说,对于恒容反应过程平均停留时间、反应时间和空时是一致 (3)对于非等分子的气相反应,气体混合物为理想气体时 A.非等温、非恒压过程 若以着眼组份A计的膨胀因子为δ4,原料气混合物的起始摩尔流率 kmolh-1,则式(3-5-1)可写成: 作者:傅杨武重庆三峡学院化学工程系 第2页共11页《化学反应工程》教案 第 3 章 理想反应器 3.5 平推流反应器 ［复习旧课］ ［引入新课］ ［板 书］ ［讲 解］ ［说 明］ ［板 书］ ［讲 解］ ① 多级串联全混流反应器的设计方程； ② 多级串联全混流反应器反应容积、串联釜数 N 的计算（解析计算 法和图解计算方法）方法； ③ 多级串联全混流反应器的最优容积比(一级不可逆反应)的计算方 法。 常见于工业上的管式反应器，当其长径比 L/D 较大，流体的粘度较小， 流速又较大的场合均可近似地按平推流反应器处理。 5.1-1 平推流反应器的特点及其t 、t 、τ 之间的关系 1. 平推流反应器的特点 流体在管内作平推流流动具有如下特征： (1) 在与流动方向呈垂直的截面上没有流速分布； (2) 而在流体流动的方向不存流体质点间的混合，即无返混现象； (3) 离开平推流反应器的所有流体质点均具有相同的平均停留时间 ( t )，而这个停留时间就等于反应时间t 。 对于平推流反应器，停留时间和平均停留时间是一致的，为了与反应 时间相区别，此处用t 表示而不用t 表示。 2．t 、t 、τ 之间的关系 (1) 若以 u 表示流体在反应器内的流速； 表示管内离入口处的轴向 距离，则有： l ∫ ∫ = = = L V v dV u dl t t 0 0 (3-5-1) (2) 如果反应流体在整个过程中密度 ρ 恒定，也即是恒容过程，即有 u = u0 ( u0 为流体在入口时的流速)和 0 v = v ，故上式可写成： = = = = τ 0 0 v V u L t t (3-5-2) 上式适用泛围： ① 对液相反应均可近视为恒容过程； ② 对气相恒温、恒压等分子反应为恒容过程。 也就是说，对于恒容反应过程平均停留时间、反应时间和空时是一致 的。 (3) 对于非等分子的气相反应,气体混合物为理想气体时。 A．非等温、非恒压过程 若以着眼组份 A 计的膨胀因子为δ A，原料气混合物的起始摩尔流率： kmol ⋅ h −1 ，则式(3-5-1)可写成： 作者：傅杨武 重庆三峡学院化学工程系 第 2 页 共 11 页