天津大学反应工程课件第五章课件
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化学反应工程第五章课件
m
C A0
0
xAf
xA
0
xAf
xA
m P Vm VP
m 比较 P
1 (rA )
Chemical Reaction Engineering
xA
n =0 n=1
n=2
0.9
1
4
10
0.99
1
22 100
1
n=2
(rA )
P
n=1
CA0
0
xAf 1
xAf 2
xA
xA越大，相差越大
0
xAf
xA
反应移到一个管内径为125mm 的理想管式反应器中
进行，仍维持 75℃等温操作，且处理量和所要求转化 率相同，求所需反应器的管长。
Chemical Reaction Engineering
解：由于CA0 CB0 ，且是等摩尔反应，所以反应速率方程为
(rA )
kCACB
kC
2 A
此反应在理想间歇反应器中达到要求转化率所需反应时间为
基本方程
cA0 cAf
(rA )
cA0 xAf kcAn0 (1 xAf
)n
cAn 01k
xAf (1 xAf
)n
反应器型式 反应级数
一级
二级
零级
PFR
k ln 1 或 1 xA
C A e k C A0
C A0 k
1
xA xA
或
CA 1 C A0 1 C A0 k
k
CA0
xA
1
C A 1 k
Chemical Reaction Engineering
第五章 连续流动釜式反应器(CSTR) (Continuous Stirred Tank Reactor)
化学反应工程 课件
对于非基元反应，m，n多数为实验测得
的经验值，可以是整数，小数，甚至是
负数。
38
• 把化学反应定义式和化学反应动力学方 程相结合，可以得到：
rAV 1ddntAkA cmcB n
• 直接积分，可获得化学反应动力学方程 的积分形式。
39
• 对一级不可逆反应，恒容过程，有：
rAdd ctAkA c
mo ml3s1
30
• 常用的还有以反应体系中各个组份分别 定义的反应速率。
rAV 1dd ntA
mo m 3 ls1
• nA：反应体系内，反应物A的摩尔数； • V：反应体积
• t：时间
31
对于反 A 2应 B 3 C 4D
• 以反应物B为基准定义的反应速率为：
rBV 1d d n tB
• 式中： cA，cB：A，B组分的浓度 mol.m-
3
• kc为以浓度表示的反应速率常数，随反应 级数的不同有不同的因次。kc是温度的函 数，在一般工业精度上，符合阿累尼乌 斯关系。
36
阿累尼乌斯关系
E
kc kc0e RT
• kc0 ：指前因子，又称频率因子，与温度 无关，具有和反应速率常数相同的因次。
交换，全部反应热效应使物料升温或降 温。 • 3． 非等温、非绝热反应器，与外界有热 量交换，但不等温。
10
重 油 的 催 化 裂 化 流 化 床 反 应 器
11
搅拌釜式反应器
12
邻二甲苯氧化制苯酐多管式固定床反应器
13
乙 苯 加 氢 气 液 塔 式 反 应 器
14
轻油裂解制乙烯管式非催化反应器
进行合理简化，设想一个物理过程(模型) 代替实际过程。简化必须合理，即简化 模型必须反映客观实体，便于数学描述 和适用。
天津大学反应工程课件第五章课件
c1(t)
c0(1et
)c1(t) c0
1et
dc2 (t) dt
1
c1 (t )
c2 (t)
P=2
c2 (t)
1
1
t
e
t
c0
28
P=N
F
(t)
cN
(t)
1
e
t
N
t P 1
c0
P1 p 1 !
F
(
)
e
N
N P 1
N P1 p 1!
E (
)
dF ( ) d ( )
NN
N 1!
31
5.8 流动反应器中流体的混合 基本概念 1. 宏观混合：设备尺度上的混合。
全混流与活塞流（平推流）
2. 微观混合：微团尺度上的混合。
• 完全离析 • 完全微观混合 • 部分离析
• 宏观流体 • 微观流体
32
2. 微观混合对反应速率的影响
r A
r r
2 1
0 0
(C A1+C A2)/2 C A
XA 0
XA(t)E(t)dt
25
2. 多釜串联模型
2
0
2
活塞流
？
流反应器
N
N
多釜串 反应器
2
1
单个全混 流反应器
N1
26
●多釜串平均停留时间与方差的计算（升阶法）
c0
cp-1
cP
cN
Vr
初始条件
t0 ,cp(0 )0 ,p 1 ,2 , ,N
27
dc1(t) dt
1c0(t)c1(t)
P=1
0 t
天津大学第五版物理化学课件
当系统达到平衡，
rGm rG RT ln J 0
$ m eq p $ eq rGm RT ln J p RT ln K $
K称为热力学平衡常数，它仅是温度的函数，在
数值上等于平衡时的压力商，是无量纲的量。因
为它与标准摩尔反应吉布斯函数有关，所以又称
为标准平衡常数。
1. 标准平衡常数
(1) C(s) O2 (g) CO2 (g)
(2) CO(g) 1 O2 (g) CO2 (g) 2
$ r Gm (1)
$ r Gm (2)
(1) - 2×(2) 得（3）
(3) C(s) CO2 (g) 2CO(g)
$ $ $ r Gm (3) r Gm (1) 2 r Gm (2)
例题
例题 298K时，正辛烷C8H18（g）的标准燃烧焓是 –5512.4 kJ· –1 ，CO2(g)和液态水的标准生成焓分别 mol 为–393.5和–285.8 kJ· –1 ；正辛烷，氢气和石墨的标 mol 准熵分别为463.71，130.59和5.69 J· –1· –1。 K mol ⑴ 试求算298K时正辛烷生成反应的K。 ⑵ 增加压力对提高正辛烷的产率是否有利？为什 么？ ⑶ 升高温度对提高其产率是否有利？为什么？ ⑷ 若在298K及标准压力下进行此反应，达到平衡 时正辛烷的物质的量分数能否达到0.1？若希望正辛烷 的物质的量分数达0.5，试求算298K时需要多大压力才 行？
例题
6. 其它的平衡常数
eq K p ( pB ) B B
一般有单位
对于理想气体
eq pB B $ eq B $ B K ( $ ) ( pB ) /( p ) p B B
rGm rG RT ln J 0
$ m eq p $ eq rGm RT ln J p RT ln K $
K称为热力学平衡常数，它仅是温度的函数，在
数值上等于平衡时的压力商，是无量纲的量。因
为它与标准摩尔反应吉布斯函数有关，所以又称
为标准平衡常数。
1. 标准平衡常数
(1) C(s) O2 (g) CO2 (g)
(2) CO(g) 1 O2 (g) CO2 (g) 2
$ r Gm (1)
$ r Gm (2)
(1) - 2×(2) 得（3）
(3) C(s) CO2 (g) 2CO(g)
$ $ $ r Gm (3) r Gm (1) 2 r Gm (2)
例题
例题 298K时，正辛烷C8H18（g）的标准燃烧焓是 –5512.4 kJ· –1 ，CO2(g)和液态水的标准生成焓分别 mol 为–393.5和–285.8 kJ· –1 ；正辛烷，氢气和石墨的标 mol 准熵分别为463.71，130.59和5.69 J· –1· –1。 K mol ⑴ 试求算298K时正辛烷生成反应的K。 ⑵ 增加压力对提高正辛烷的产率是否有利？为什 么？ ⑶ 升高温度对提高其产率是否有利？为什么？ ⑷ 若在298K及标准压力下进行此反应，达到平衡 时正辛烷的物质的量分数能否达到0.1？若希望正辛烷 的物质的量分数达0.5，试求算298K时需要多大压力才 行？
例题
6. 其它的平衡常数
eq K p ( pB ) B B
一般有单位
对于理想气体
eq pB B $ eq B $ B K ( $ ) ( pB ) /( p ) p B B
天津大学物理化学课件第五章 化学平衡(可编辑)
c c A 反 应 物 消 耗 掉 的 数 量 A , 0 A 转 换 率 ( ) c A 反 应 物 的 原 始 数 量 A , 0
c c 转 化 为 指 定 产 物 的 A 反 应 物 的 消 耗 数 量 A , 0 A 产 率 = c A 反 应 物 的 原 始 数 量 A , 0
由于 因此 可得
反应(3) = 反应(1)－2反应(2)
$ $ $ D G = D G D G r r r m , 3 m , 1 m , 2
$ $ $2 K = K / ( K ) 3 1 2
10
4. 有纯凝聚态物质参加的理想气体化学反应
例如： aA(g) + bB(l) = = yY(g) + zZ(s)
17
$ $ （2）通过 fG m 来计算 rG m
$ $ G G ( B ) rm B f m
$ （3）通过相关反应计算 rG m 如前所述，如果一个反应可由其它反应线性组合得到， $ $ 那么该反应的 也可由相应反应的 线性组合得到。 G G r m r m
2. K $ 的实验测定及平衡组成的计算
p p C O 环 境 2 时的温度，称为CO2的分解温度
可用分解压力的大小来衡量固体化合物的稳定性： 分解压力大，稳定性小，容易分解；
分解压力小，稳定性大，不易分解。
例：600K 时 CaCO3的分解压：45.310-3 Pa
MgCO3的分解压：28.4 Pa
所以：CaCO3比MgCO3稳定
1. 摩尔反应进度的吉布斯函数变
恒T、p且W’ = 0时，一化学反应的进度为d 时，有： a A + b B = = yY + z Z 化学势： 微小反应:
化学反应工程全套课件完整版ppt全册电子教案
04
动力学方程式
定量描述反应速
率与影响因素之
间的关系式。
反应速率与影响反应
速率的影响因素之
间的函数表达式
r f (T、c)
均相反应：本征动力学方程
非均相反应：宏观动力学方程
反应速率
定义:在反应系统中，某一物质在单位时间，单位反 应体系内的变化量。
变化量
反应速率
反应时间 （反应体系）
注意：
1、上述定义无论对反应物和产物均成立。
若为反应物则为消失速度 .
若为产物则为生成速度.
1 dnA
V dt
1 dni
ri
V dt
(rA )
反应速率
2、反应速率恒为正值
1 dni
ri
V dt
3、速度的表示形式和化学计量系数有关
对于 A A B B P P S S
05
工业指标
反 应 程 度
对于下列化学反应：
AA BB RR S S
初始：
某一时刻：
nA0
nA
nB0
nB
nR0
nR
ns0
ns
反应的量 nA- nA0 <0 nB- nB0 <0 nR- nR0＞0 nS- nS0＞0
其中 为化学计量系数。对反应物而言为“－”，对生成物而
I
言为“＋”。
3. 示踪剂必须是能用简便而又精
确的方法加以确定的物质
4.示踪剂尽量选用无毒、不燃、无
腐蚀、价格便宜的物质
示
踪
物
的
选
择
03
反应器流体流动
脉冲法
过 程：
在反应器中流体达到定态流动后，在极短的时间内将示踪物注入进料中，然后立刻
《反应工程整》课件
环保要求
随着环保意识的提高，反应工程需要 更加注重环保，减少废气、废水和固 废的产生，降低能耗和资源消耗，实 现绿色生产。
新型反应器的研发与优化
01
新型反应器的研究
针对特定反应过程，研究开发新型反应器，以提 高反应效率和产物收率。
02
反应器的优化
通过对现有反应器的优化改造，提高其性能和效 率，降低能耗和物耗，实现可持续发展。
《反应工程整》ppt 课件
目录
• 反应工程概述 • 反应工程的基本原理 • 反应工程的应用领域 • 反应工程的前沿技术 • 反应工程的挑战与展望 • 案例分析
01
反应工程概述
定义与特点
定义
反应工程是研究化学反应和相关传递过程在工业 反应器中的集成和优化的一门科学。
特点
反应工程注重化学反应与传递过程的相互影响， 强调工业反应器的实际应用，涉及范围广泛，包 括化学、物理、数学等多个领域。
详细描述
对某环保处理技术的反应过程进行分析，研究反应机理、 反应动力学以及传递特性对处理效果的影响。通过分析反 应过程，发现反应条件和工艺参数的优化空间，为提高处 理效果提供指导。
总结词
工艺参数优化
总结词
处理效果评估
详细描述
对优化后的环保处理技术进行实际应用和效果评估。通过 对比优化前后的处理效果数据，发现优化方案显著提高了 处理效率和降低了能耗，证明了优化的效果。
反应工程的历史与发展
01 历史回顾
反应工程的发展可以追溯到20世纪初，随着化学 工业的快速发展和科学技术的不断进步，反应工 程逐渐成为一门独立的学科。
02 当前发展
当前，反应工程的研究领域不断扩大，涉及的新 技术和新方法也不断涌现，如计算流体力学、人 工智能等在反应工程中的应用越来越广泛。
随着环保意识的提高，反应工程需要 更加注重环保，减少废气、废水和固 废的产生，降低能耗和资源消耗，实 现绿色生产。
新型反应器的研发与优化
01
新型反应器的研究
针对特定反应过程，研究开发新型反应器，以提 高反应效率和产物收率。
02
反应器的优化
通过对现有反应器的优化改造，提高其性能和效 率，降低能耗和物耗，实现可持续发展。
《反应工程整》ppt 课件
目录
• 反应工程概述 • 反应工程的基本原理 • 反应工程的应用领域 • 反应工程的前沿技术 • 反应工程的挑战与展望 • 案例分析
01
反应工程概述
定义与特点
定义
反应工程是研究化学反应和相关传递过程在工业 反应器中的集成和优化的一门科学。
特点
反应工程注重化学反应与传递过程的相互影响， 强调工业反应器的实际应用，涉及范围广泛，包 括化学、物理、数学等多个领域。
详细描述
对某环保处理技术的反应过程进行分析，研究反应机理、 反应动力学以及传递特性对处理效果的影响。通过分析反 应过程，发现反应条件和工艺参数的优化空间，为提高处 理效果提供指导。
总结词
工艺参数优化
总结词
处理效果评估
详细描述
对优化后的环保处理技术进行实际应用和效果评估。通过 对比优化前后的处理效果数据，发现优化方案显著提高了 处理效率和降低了能耗，证明了优化的效果。
反应工程的历史与发展
01 历史回顾
反应工程的发展可以追溯到20世纪初，随着化学 工业的快速发展和科学技术的不断进步，反应工 程逐渐成为一门独立的学科。
02 当前发展
当前，反应工程的研究领域不断扩大，涉及的新 技术和新方法也不断涌现，如计算流体力学、人 工智能等在反应工程中的应用越来越广泛。
天津大学反应工程课件1 (4)
理想流动模型
1.基本概念 1.基本概念
活塞流模型（平推流）： 活塞流模型（平推流）： 基本假定： 基本假定： 径向流速分布均匀， (1) 径向流速分布均匀，所有粒子以相 同的速度从进口向出口运动。 同的速度从进口向出口运动。 (2) 轴向上无返混 符合上述假设的反应器，同一时刻进入 符合上述假设的反应器， 反应器的流体粒子必同一时刻离开反应 所有粒子在反应器内停留时间相同。 器，所有粒子在反应器内停留时间相同。 特点：径向上物料的所有参数都相同， 特点：径向上物料的所有参数都相同， 轴向上不断变化。 轴向上不断变化。
等温管式反应器的设计
单一反应
Fi 0
进入量 = 排出量 + 反应量 + 累积量
Fi
Fi = (dFi + Fi ) + (−R i )dVr + 0
dVr
dFi = Ri dVr
FA = FA0 (1 − X A )
FA0
dFA =RA dVr
dz
Fi + dFi
dX A = −R A ( X A ) dVr
X A0
M
c A0
Vr
Qr = ψQ0
X Af
Reactor
N
Vr = ?⋅ c A0
∫
X Af
?
dX A (−ℜ A )
Vr = (1 + ψ )Q0 c A0 ∫ψX Af
1+ψ
X Af
dX A (−ℜ A )
循环反应器
Qr 设循环物料与新鲜原料量之比为循环比： 设循环物料与新鲜原料量之比为循环比： ψ = Q0
X Af
FA0 = Q0 c A0
Q0 c A0
聚合反应工程5-6
(5-4)
v 传热特性的努塞尔准数等
v 式中，P为功率消耗，qd为桨叶的排出流量，θM为混合 时间。
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聚合反应工程5-6
搅拌雷诺数NRe
v 在搅拌釜内，常以桨叶的端速ND作为定性速度， 所以搅拌雷诺数定义为：
v NRe=Dvρ/μ＝D·DN·ρ/μ＝ρND2/μ (5-1) v 式中，D为桨叶直径，N为搅拌器转速，ρ为流体
v 循环流动存在三种典型的流况： v 径向流动 v 轴向流动 v 切向流动
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聚合反应工程5-6
径向流动
v 流体的流动方向垂直 搅拌轴，沿径向流动 碰到釜壁转向上、下 两股再回到桨叶端， 不穿过桨叶片，而形 成上、下两个循环流 动。
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• 图5-1 径向流动
聚合反应工程5-6
v 化工生产过程中，经常有液-液、气-液、液-固 以及气-液-固多相体系的混合问题。
v 机械搅拌是解决混合问题的重要装置。 v 搅拌兼有混合、搅动、悬浮、分散等多种功能。
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聚合反应工程5-6
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聚合反应工程5-6
搅拌器的功能
v 混合：使两种或多种互溶或不互溶液体按工艺要求混合 均匀的操作，如溶液、悬浮液、乳液等的配制。
壁之间应留一定的空隙， 以防止固体物料的沉积。
•图5-6
•安装挡板后的流况
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聚合反应工程5-6
挡板的主要作用
v 一、使流况从主要是生成涡流或漩涡的旋转流， 改变为对混合有利的垂直流动，也即将切线流动 转变为轴向流动或径向流动，这对于增强釜内液 体的对流扩散、轴向流动和径向流动都有效；
计非常重要。
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化学反应工程完整ppt课件
1. 正逆反应的反应级数之差与相应的化学计量系 数之比为一定值;
2. 化学计量数ν，为速率控制步骤出现的次数。
设 2A＋B ↔ R 的反应机理为
(1) A ↔ A* (2) A* + B ↔ X (3) A* + X ↔ R
.
10
例2.2 等温下进行醋酸（A）和丁醇（B）酯化反应
CH3COOH+C4H9OH ↔ CH3COOC4H9+H2O 醋酸和丁醇的初始浓度分别为0.2332和1.16kmol/m3,测 得不同时间下醋酸转化量,试求该反应的速率方程。
反应变 量：XA
● 恒
cA
nA V
nA V0
容
nAnA0nA0XA
过 程
cAnA0(1V0XA)cA0(1XA).
cB
nB V
nB nB0
nB
V0B A
nA0XA
cB
cB0
B A
cA0XA
28
kc A cB kc A 0(1X A )(cB 0BcA 0X A ) A
V 1d d n tA V 1 0d n A 0 (1 d t X A ) n V A 0 0d d X tA c A 0d d X tA
.
8
平衡时，r＝0
kc AAc BBc RR kcA AcB BcR R
c c c AA BB RR ABR
k/k
cAAcBBcRR Kc
1
A AAB BBR RR
A B C
cA cB cR k/k
cAA/cBB/cRR/Kc1/
.
9
A AAB BBR RR1
k/ k KC1/
一定要注明反应速率是按哪一个组分计算的。
2. 化学计量数ν，为速率控制步骤出现的次数。
设 2A＋B ↔ R 的反应机理为
(1) A ↔ A* (2) A* + B ↔ X (3) A* + X ↔ R
.
10
例2.2 等温下进行醋酸（A）和丁醇（B）酯化反应
CH3COOH+C4H9OH ↔ CH3COOC4H9+H2O 醋酸和丁醇的初始浓度分别为0.2332和1.16kmol/m3,测 得不同时间下醋酸转化量,试求该反应的速率方程。
反应变 量：XA
● 恒
cA
nA V
nA V0
容
nAnA0nA0XA
过 程
cAnA0(1V0XA)cA0(1XA).
cB
nB V
nB nB0
nB
V0B A
nA0XA
cB
cB0
B A
cA0XA
28
kc A cB kc A 0(1X A )(cB 0BcA 0X A ) A
V 1d d n tA V 1 0d n A 0 (1 d t X A ) n V A 0 0d d X tA c A 0d d X tA
.
8
平衡时，r＝0
kc AAc BBc RR kcA AcB BcR R
c c c AA BB RR ABR
k/k
cAAcBBcRR Kc
1
A AAB BBR RR
A B C
cA cB cR k/k
cAA/cBB/cRR/Kc1/
.
9
A AAB BBR RR1
k/ k KC1/
一定要注明反应速率是按哪一个组分计算的。
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1. 示踪剂加入方法； 2. 输出曲线的测定方法。
8
t→t+dt
系统出口检测 的示踪剂量
Qc t dt
示踪剂加 入总量
示踪剂 分布
m • E(t)dt
E(t) Qc(t) m
m Qc(t)dt
0
c(t) E(t)
c(t)dt
0
例5.1脉冲法停留时间分布的计算。
9
阶跃法
主流体Q
系统
0
2E( )d
1
0
N
e N N 1 N
N 1!
d
1
1 N
29
多釜串联模型的E()图
30
P151，例5.8（1） 多釜串联模型进行反应器计算 （2）若采用活塞流管式反应器，试预测 反应器出口A的转化率，并比较。
31
5.8 流动反应器中流体的混合 基本概念 1. 宏观混合：设备尺度上的混合。
降阶法
c(0)
c(0)
c0(t)
c(t)
0
t=0
t
输入曲线
0 t
响应曲线
C(0)：含示踪剂的流体中示踪剂的浓度
13
降阶法
1 F (t) Qc(t)dt Qc ()dt
停留时间大于 t 的示踪剂量
t→t +dt
示踪剂输入量
1 F (t) c(t) c(0)
14
示踪剂选择基本原则
1. 示踪剂应易于和主流体溶或混为一体，除 了显著区别于主流体的某一性质以便于检 测外，两者应尽可能相同饿物理性质；
3. 短路 23
4. 径向速率不均匀
E( ) 0, 0.5
E( )
1
2 2
,
0.5
层流反应器的停留时间分布
24
5.6 非理想流动模型
1. 离析流模型
c A 0 cA (t)E(t)dt
X A 0 X A (t)E(t)dt
25
2. 多釜串联模型
2
0
2
活塞流
？
流反应器
N
N
多釜串 反应器
(t t)2 E(t)dt
0
t 2E(t)dt t 2
0
P134,例5.2 用（1）脉冲法、（2）升阶法、（3）降阶法分别
测得一流动系统的响应曲线c(t), 试推导平均停留时间和方差
与c(t)的关系。（*）
P135,例5.3
17
5.4 理想反应器的停留时间分布
1. 活塞流模型
E(t)
(t)
2. 示踪剂应低浓度时即可方便检测； 3. 示踪剂的浓度最好与检测信号具有较宽的
线形范围； 4. 示踪剂应不与主流体发生反应，用于多相
系统的示踪剂应不发生相间转移。
15
5.3停留时间分布的统计特征值
1. 平均停留时间
tE(t)dt
t
0
E(t)dt
tE(t)dt
0
0
16
2. 方差
t2
t
E(t)dt E( )d
E( ) E(t) dt tE(t) d
F ( ) F (t)
6
5.2 停留时间分布的实验测定
示踪响应法：通过在系统中加入示踪剂的 方法来测定停留时间分布。
1. 脉冲法 2. 阶跃法－－
升阶法 降阶法
3. 周期输入法
7
脉 冲 法
c0(t)
输入曲线
响应（输出）曲线
4
E (t)
停留时间分布密 度函数E (t)性质
0, (t 0) E(t) 0, (t 0)
t t+dt 停留时间分布密度函数E (t)
归一化
E(t)dt 1 条件
0
5
dF(t) E(t)dt
t
F(t) E(t)dt
0
停留时间分布函数F (t)
t Vr Q
封闭系统，ρ＝常数
t
第五章
停留时间分布与反应器的流动模型
天津大学化工学院 反应工程教学组
1
1. 停留时间分布概述
1. 活塞流和全混流反应器中流体流动可分别采用活 塞流与全混流模型描述，反应器内流动状况的不 同对反应有十分明显的影响；
2. 反应进行的完全程度与物料在反应器内的停留时 间长短有关；
3. 流动状况可通过停留时间分布定量表征，流动模 型基于停留时间分布；
1
c1(t)
c2 (t)
P=2
c2 (t) 1 1 t e t
c0
28
P=N
F(t)
cN
(t)
1
e
t
N
t P1
c0
P1 p 1 !
F
(
)
e N
N P 1
N P1 p 1!
E(
)
dF( ) d ( )
NNN1!
e N 1 N
E( )d
0
0
N N
N
N e N
1!
d
1
2
4. 停留时间分别有年龄分布与寿命分布；
5. 停留时间分布研究对象是反应器内的流体粒子或
微团。
2
2. 停留时间分布的定量描述
t=0 100个
N
20 15 10
5 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213
t/min
3
N/100, E(t)
0.2
0.1
0.0 2 4 6 8 10 12 t/min
(t t)
1.0
F (t )
t=0
t t
E( t) = (t - t) E( ) = ( -1)
t
t
t
F (t)
0,
(t
t)
1, (t t)
F
(
)
0, ( 1, (
1) 1)
18
2.全混流模型
E(t) 1 et /
F (t) 1 et /
E( ) e
F ( ) 1 e
19
活塞流
全混流
0 ( 1)d |1 1
e d 1 0
2
2e
d
1 1
0
θ2
0
2(1)d Nhomakorabea1
2
|1
1
0
P139,例5.4 反应器全混流模型的检验
20
5.5 非理想流动现象
2
E()
1
1. 滞流
00.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0
固定床反应器停
留时间分布
21
2.沟流 22
Q
切换 Q
含示踪剂的流体
与脉冲法区别？
检测器
10
升阶法
c(∞)
c(∞)
c0(t)
c(t)
0
t=0
t
输入曲线
0
t
响应曲线
C(∞)：含示踪剂的流体中示踪剂的浓度
11
升阶法
F (t) Qc(t)dt Qc ()dt
F (t) c(t) c()
停留时间小于
t 的示踪剂量
t-dt→t
示踪剂输入量
12
2
1
单个全混 流反应器
N 1
26
●多釜串平均停留时间与方差的计算（升阶法）
c0
cp-1
cP
cN
Vr
初始条件
t 0, cp (0) 0, p 1,2,, N
27
dc1 (t ) dt
1
c0 (t)
c1 (t )
P=1
c1 (t )
c0 (1
e t
)
c1 (t ) c0
1 e t
dc2 (t) dt
全混流与活塞流（平推流）
2. 微观混合：微团尺度上的混合。
• 完全离析 • 完全微观混合 • 部分离析
• 宏观流体 • 微观流体
32
rA
2. 微观混合对反应速率的影响
r2 r1
0 0
(CA1+CA2)/2 CA
33
3. 混合早晚对反应器影响
P155，例5.9混合早晚对反应结果的影响
34