《北学反应工程》教橐 第三章想反应 1分芤式操作的究全混合反应踞 [略讲] (2)变温操作(参见书P45) [板书]31分批式操作的优化分析 [讲解] 在分批操作的反应过程中随着反应物转化率的提高反应速率将下降 反应器的效率也随之下降。所以存在着在什么转化率下停止反应是最为有 利的问题。可以有两种目标来进行优化 [板书] 着眼于反应器的平均生产速率2为最大的优化 [讲解] YR的定义为 CpV 将上式对时间t求导并令其导数等于零可得 FR 整理上式有 dcr CI (3-1-13) dt t+to 或写成以转化率xA来表示的形式,若有aAA→→aBR,则有下式成立: 即有: 40-C dt dt 把①、②代入(3-1-13)可得 dx 可以应用上式以图解法来求得使反应器平均生产速率为最大时的转化 率xAm和反应时间(见图3-1-3) 斜率 dt 图3-1-4分批式操作优化图解法示意图 作者:傅杨武重庆三峡学院化学工程系 第10页共13页《化学反应工程》教案 第三章 理想反应器 3.1 分批式操作的完全混合反应器 ［略 讲］ ［板 书］ ［讲 解］ ［板 书］ ［讲 解］ （2）变温操作（参见书 P45） 3.1-5 分批式操作的优化分析 在分批操作的反应过程中随着反应物转化率的提高反应速率将下降， 反应器的效率也随之下降。所以存在着在什么转化率下停止反应是最为有 利的问题。可以有两种目标来进行优化： 一、着眼于反应器的平均生产速率YR 为最大的优化 YR的定义为： (kmol / h t t C V Y 0 R R + = ) (3-1-12) 将上式对时间 t 求导并令其导数等于零可得： ( ) 0 1 ( 1) 1 2 0 0 =         + + ⋅ − ⋅ + = ⋅ t t C dt t t dC V dt dY R R R 整理上式有： 0 t t C dt dCR R + = (3-1-13) 或写成以转化率 x A 来表示的形式，若有 a A A →aR R ，则有下式成立： R R A A A a C a C C = 0 − （CR0 = 0 ） 即有： ( ) A A A R A A A R R C x a a C C a a C = 0 − = 0 ① 所以： dt dx C a a dt dC a a dt dC A A A A R A R R  = 0        = − ② 把①、②代入（3-1-13）可得： 0 t t x dt dx A A + = (3-1-14) 可以应用上式以图解法来求得使反应器平均生产速率为最大时的转化 率 x A,opt 和反应时间topt (见图 3-1-3)。 xA t t0 0 xA-t曲线 t 斜率 dxA dt xA t+t0 图 3-1-4 分批式操作优化图解法示意图 作者：傅杨武 重庆三峡学院化学工程系 第 10 页 共 13 页