《北学反应工程》敦 第3章理想反应踞 3.6反应器的型式与操作方法的评选 取xm作为所求结果 解得:xAn=0.149,所以 0.149 n=x2-xn=09-014 0.177 由设计方程可得 Xa+ 48.9m [分析] (Ⅳ)全混流串接平推流反应器所须的反应容积 根据图(a),故需先求出xAm,以此作为全混流反应器的出口转化率 而作为平推流反应器的入口转化率 将式:-r4=kC204-x4a+x)对X求导并令导数为零,由此可得相应 于反应速率最大时的转化率Xm,即: d(-r) C20(-1)a+x)+kC20-x 所以有 A、全混流反应器出口转化率为0.495,求其所需有效容积。根据全混 流反应器的设计方程: Cao(l 1.512×0.4950-049500101+0495) 12.96 B、串接的平推流的入口转化率为0.495,出口转化率为0.99,求其 所需有效容积。根据其设计方程: KCAo(1+a)1-A a+xA, Mar 推出V=V1+V2=4342m3 [小结] 四种反应器所需的反应器容积列于下表: 反应器型式全混流十平推流循环平推流平推流全混流 容积(m3) 48.9 作者:傅杨武重庆三峡学院化学工程系 第7页共11页《化学反应工程》教案 第 3 章 理想反应器 3.6 反应器的型式与操作方法的评选 ［分 析］ ［小 结］ 取 xA1(i) 作为所求结果。 解得： xA1 = 0.149 ，所以： 0.177 0.99 0.149 0.149 2 1 1 = − = − = A A A opt x x x β 由设计方程可得： ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 3 1 2 2 1 0 0 2 0 0 0 48.9 ln 1 1 ln 1 1 1 1 2 1 m a x a x x x kC a v kC x a x dx V C v A A A A A x x A A A A A A A =       + + − − − + + = − + = + ∫ β β (Ⅳ)全混流串接平推流反应器所须的反应容积. 根据图(a)，故需先求出 ，以此作为全混流反应器的出口转化率， 而作为平推流反应器的入口转化率。 A Max x , 将式： ( )( ) A A A A − r = kC 1− x a + x 2 0 对 χA 求导并令导数为零，由此可得相应 于反应速率最大时的转化率 χA,max，即： ( ) [ ( )( )] ( )( ) ( 0 1 1 1 2 0 2 0 2 0 = = − + + − = − + − A A A A A A A A A A C a x kC x kC x a x dx d dx d r ) 所以有： 0.495 2 1 0.0101 2 1 , = − = − = a xA Max Ａ、全混流反应器出口转化率为 0.495，求其所需有效容积。根据全混 流反应器的设计方程： ( )( ) ( )( ) 3 0 , , 0 , 1 12.96 1.512 0.495 1 0.495 0.0101 0.495 10 0.495 1 m kC x a x v x V A A Max A Max A Max = × − + × = − + = Ｂ、串接的平推流的入口转化率为 0.495，出口转化率为 0.99，求其 所需有效容积。根据其设计方程： ( )( ) ( ) 3 , , 0 0 0 0 0 0 30.46 ln 1 1 ln 1 1 1 1 1 1 1 , , m a x a x x x kC a v dx kC a x a x v x a x dx kC v V A Max A A A Max A x x A A A A x x A A A A A A Max A A Max =         + + + − − + =       + + + − = − + = ∫ ∫ 推出 V=V1+V2=43.42 m3 四种反应器所需的反应器容积列于下表： 反应器型式 全混流＋平推流 循环平推流 平推流 全混流 容 积(m 3 ) 43.42 48.9 60.8 661 作者：傅杨武 重庆三峡学院化学工程系 第 7 页 共 11 页