第三章-反應(yīng)器計(jì)算

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1、2021/6/41 已知已知：CA0= 0.307mol/L，速率常數(shù)，速率常數(shù)k = 61.510-2 L/(molh)，計(jì)算過(guò)量度，計(jì)算過(guò)量度 m = 1, 5，xAf = 0.5, 0.9, 0.99 時(shí)所需反應(yīng)時(shí)間時(shí)所需反應(yīng)時(shí)間。 解：解： m = CB0/CA0 = 1, 由公式由公式,11AA0AffxxkCtAA2AA15.29661.5 100.30711ffffxxtxx當(dāng)轉(zhuǎn)化率為：當(dāng)轉(zhuǎn)化率為：A0.5,fxA0.5A0.55.2965.2965.296 (h)11 0.5ffxtxA0.9,fx0.90.95.29647.664 (h)1 0.9tA0.99,fx0.990

2、.995.296524.304(h)1 0.99t 當(dāng)轉(zhuǎn)化率增大時(shí)，反應(yīng)時(shí)間增大迅速；尤其在高轉(zhuǎn)化率情況下，反應(yīng)時(shí)當(dāng)轉(zhuǎn)化率增大時(shí)，反應(yīng)時(shí)間增大迅速；尤其在高轉(zhuǎn)化率情況下，反應(yīng)時(shí)間增大幅度更為顯著。間增大幅度更為顯著。3 - 12021/6/42 m = CB0/CA0 = 5, 由公式由公式:AAAA5515.296ln1.324ln5 15(1)5(1)ffffxxtxxAA0A11ln,1(1)ffmxtkCmmx當(dāng)轉(zhuǎn)化率為：當(dāng)轉(zhuǎn)化率為：A0.5,fx0.550.51.3241.324 ln1.80.778(h)5(1 0.5)tA0.5,fx0.950.91.3241.324 ln8.2

3、2.786 (h)5(10.9)tA0.9,fx0.9950.991.3241.324 ln80.25.805(h)5(1 0.99)tA0.99,fx 當(dāng)當(dāng)B過(guò)量度為過(guò)量度為5時(shí)，即使在高轉(zhuǎn)化率下，因反應(yīng)速度增大，其反應(yīng)時(shí)間增時(shí)，即使在高轉(zhuǎn)化率下，因反應(yīng)速度增大，其反應(yīng)時(shí)間增大得較為緩慢；這是因?yàn)榇蟮幂^為緩慢；這是因?yàn)锽消耗量與消耗量與B的初始量相比，的初始量相比， B的消耗量較小，的消耗量較小， B濃濃度可近似認(rèn)為不變，反應(yīng)成為擬一級(jí)反應(yīng)；由于度可近似認(rèn)為不變，反應(yīng)成為擬一級(jí)反應(yīng)；由于B處在高濃度狀態(tài)，反應(yīng)速度處在高濃度狀態(tài)，反應(yīng)速度較大。較大。2021/6/43已知皂化反應(yīng)速率表達(dá)式為已

4、知皂化反應(yīng)速率表達(dá)式為：2AABA,rkC CkC由間歇反應(yīng)器計(jì)算反應(yīng)時(shí)間公式由間歇反應(yīng)器計(jì)算反應(yīng)時(shí)間公式可知，反應(yīng)時(shí)間僅與轉(zhuǎn)化率有關(guān)與反應(yīng)容積無(wú)關(guān)，故具有相同的反應(yīng)時(shí)間?？芍?，反應(yīng)時(shí)間僅與轉(zhuǎn)化率有關(guān)與反應(yīng)容積無(wú)關(guān)，故具有相同的反應(yīng)時(shí)間。解：解：k 和和 CA0之之 值。值。AA0A11ffxtkCx3 - 2根據(jù)題中所給，根據(jù)題中所給，A0B00.02mol/ L,CC5.6L/(mol min),k 解得，解得，AA0A110.9169.6min15.6 0.021 0.9ffxtkCxA0.9fx可以驗(yàn)證，反應(yīng)器容積分別為可以驗(yàn)證，反應(yīng)器容積分別為 1m3 和和 2m3 時(shí)時(shí)，具有相同的

5、反應(yīng)時(shí)間。，具有相同的反應(yīng)時(shí)間。2021/6/44R0A11ln,1pVVkx原題見書原題見書 p.112由題意可知，由題意可知，PFR計(jì)算公式計(jì)算公式:解：解：R0A11lnln2.30311 0.9pkVVx可得可得反應(yīng)條件不變，換到反應(yīng)條件不變，換到CSTR中進(jìn)行。中進(jìn)行。根據(jù)根據(jù)CSTR計(jì)算公式計(jì)算公式AR0A1,1CCxVVkxAR0A2.303,1CCxkVVxR0kVV值不變，值不變，因因解得解得AA2.303(1)CCxxA0.697Cx3 - 32021/6/453 （外加習(xí)題外加習(xí)題-1） 有一級(jí)不可逆反應(yīng)在容積為有一級(jí)不可逆反應(yīng)在容積為VR的的PFR中進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)料流量為

6、中進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)料流量為V0P, 出口轉(zhuǎn)化率為出口轉(zhuǎn)化率為90%。若將此反應(yīng)換在同容積的。若將此反應(yīng)換在同容積的CSTR中，中， 若反應(yīng)溫度不變，并要求若反應(yīng)溫度不變，并要求CSTR的出口轉(zhuǎn)的出口轉(zhuǎn)化率也為化率也為90%，這時(shí)進(jìn)料流量，這時(shí)進(jìn)料流量V0C應(yīng)該調(diào)到多大才能達(dá)到目的？應(yīng)該調(diào)到多大才能達(dá)到目的？解：解： 根據(jù)根據(jù)PFR計(jì)算公式計(jì)算公式Af1ln1kxR0pAf1ln1kVVxRR0pAf1ln(10)ln1kVkVVx根據(jù)根據(jù)CSTR計(jì)算公式計(jì)算公式AfAf1xkxRAf0CAf1kVxVxRR0CAfAf91kVkVVxxR0CR0pln(10)2.302690.255899ln(1

7、0)kVVkVV0C0p0.2558VV2021/6/463 ( (外加習(xí)題外加習(xí)題2 ) ) 有一級(jí)反應(yīng)在有一級(jí)反應(yīng)在CSTR中進(jìn)行，出口轉(zhuǎn)化率中進(jìn)行，出口轉(zhuǎn)化率 xA = 0.6，欲使轉(zhuǎn)化率提高到，欲使轉(zhuǎn)化率提高到0.8，在反應(yīng)條件不變的情況下，需要串聯(lián)多大容積的在反應(yīng)條件不變的情況下，需要串聯(lián)多大容積的CSRT？解：解： 根據(jù)根據(jù)CSRT容積計(jì)算公式：容積計(jì)算公式：A 11A 10.61.511 0.6ffxkxA 2A 12A 20.80.61.011 0.8fffxxkxR2022R211R10R11.01.5VVkVkVVVR2R123VVR20A0VV CR10A0VV C202

8、1/6/47題意：題意：150在在PFR中進(jìn)行一級(jí)反應(yīng)中進(jìn)行一級(jí)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率為轉(zhuǎn)化率為0.6，改用等容積的，改用等容積的CSTR，轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 率為率為0.7， 在在CSTR中的反應(yīng)溫度為多高？已知中的反應(yīng)溫度為多高？已知Ea = 83.68 kJ/mol。 解：解：在在PFR中，中，R0PAP11ln,1VVkxPR01ln0.91631 0.6k VV在在CSTR中，中，ACR0CAC1,1xVVkxCR00.72.33331 0.7k VVCCRPR00P2.33332.54640.9163kk Vk VVVk因?yàn)橐驗(yàn)镃PPCexp2.5464,aakEEkRTRT兩邊取自然對(duì)數(shù)，兩邊取自然

9、對(duì)數(shù)，PCC8368083680ln2.54640.93478.314 (150273)8.314aaEERTRTTC83680836800.9347 8.314197.8251 7.7709190.0542150273TC83680273440.3273167.3190.0542T 解得解得3 - 42021/6/48A + B P + R, ,在在VR=100 L 的的CSTR中進(jìn)行反應(yīng)中進(jìn)行反應(yīng)題意：題意：速率表示式為速率表示式為BABPR81.7,rC CC CA0B03.0mol/ L,2.0 mol/ L,CCB0.8fxABV0AV0B解：解：AA0B0B1.5 1.0 0.80

10、.7ffCCCx兩股流體等流量同時(shí)加入反應(yīng)器，總流量是其兩倍，使兩股流體等流量同時(shí)加入反應(yīng)器，總流量是其兩倍，使因?yàn)樵谝驗(yàn)樵贑STR中，濃度、溫度、反應(yīng)速率處處相同，而且不隨時(shí)間變化。于是中，濃度、溫度、反應(yīng)速率處處相同，而且不隨時(shí)間變化。于是A0B01.5,1.0,CCB0BB0BR00BABPR1.0 0.825()81.78 0.7 0.2 1.7 0.8 0.8fffffffCxCxVVrC CC CR001004 L/ min ,2525VV 00A0B0A24 L/ min ,VVVV0A2 L/ minVA、B初始濃度相互稀釋至一半，初始濃度相互稀釋至一半，BB0B(1)1.0

11、(1 0.8)0.2ffCCxPB0B1.0 0.80.8,ffCCxRB0B1.0 0.80.8,ffCCxAA0B0B1.5 1.0 0.80.7ffCCCx3 - 5。2021/6/49如果反應(yīng)速率表達(dá)式以如果反應(yīng)速率表達(dá)式以A的消耗速率表示：的消耗速率表示：AABPR81.7,rC CC C 同理，在同理，在CSTR中，濃度、溫度、反應(yīng)速率處處相同，而且不隨時(shí)間變化。于是中，濃度、溫度、反應(yīng)速率處處相同，而且不隨時(shí)間變化。于是計(jì)算著眼組分變?yōu)橛?jì)算著眼組分變?yōu)锳A0AA0AR00AABPR()81.7fffffffCxCxVVrC CC CA的出口轉(zhuǎn)化率為的出口轉(zhuǎn)化率為A0AB0BAA0

12、A0fffCCCxxCCA的轉(zhuǎn)化量為的轉(zhuǎn)化量為A0AB0B,ffCxCx可見，因可見，因A與與B等量消耗，雖然等量消耗，雖然A與與B的初始濃度不同，但轉(zhuǎn)化量是相等的，于是有的初始濃度不同，但轉(zhuǎn)化量是相等的，于是有A0AB0BR00AB()()ffffCxCxVVrr有相同的計(jì)算結(jié)果：有相同的計(jì)算結(jié)果：02L/ minV 2021/6/4103 - 6二級(jí)反應(yīng)二級(jí)反應(yīng)2AA0,17.4mL/(mol min),7.14L/ min,rkCkVA07.14L/ mol,C反應(yīng)在等溫下進(jìn)行，求以下幾種反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率。反應(yīng)在等溫下進(jìn)行，求以下幾種反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率。解：解： 2個(gè)個(gè)0.25 m3

13、的的CSTR串聯(lián)，串聯(lián)，VR1= VR2=250L, 根據(jù)公式根據(jù)公式:RA0AA1A0A1A0R1A12220A0A0A1A0A1()(),()(1)(1)iiiiiVCxxCxxVxVrVkCxkCx2A1A14.35(1),xxA132A1250,7.1417.4 107.14(1)xx解得解得A10.;622xR2A2A120A0A2(),(1)VxxVkCx第二個(gè)第二個(gè)CSTR:A232A20.622250,7.1417.4 107.14(1)xx2A2A24.35(1)0.622xx整理得整理得解得解得A20.7985x 可見，對(duì)于二級(jí)反應(yīng)，相同反應(yīng)容積的可見，對(duì)于二級(jí)反應(yīng)，相同反

14、應(yīng)容積的CSTR，因第二個(gè)反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物濃度較，因第二個(gè)反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物濃度較低，反應(yīng)速率較小，其轉(zhuǎn)化率增值比第一個(gè)小得多。低，反應(yīng)速率較小，其轉(zhuǎn)化率增值比第一個(gè)小得多。2021/6/411 0.25 m3 的的CSTR串聯(lián)一個(gè)串聯(lián)一個(gè)0.25 m3 的的PFR 。第一個(gè)。第一個(gè)CSTR的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率xA1已求出，已求出，PFR計(jì)算式：計(jì)算式：A2A2A1A1R2AA2A020AA0Add1,(1)xxxxVxxCVrkCxA2A2R2A0A20.6220AA0.622d1,(1)1xxV kCxVxx3A211250 17.4 107.144.3511 0.6227.14xA214.352.

15、64556.9955,1x解得解得A20.8571xxA1=0.622xA2=0.8571CA02021/6/412 0.25 m3 的的PFR 串聯(lián)串聯(lián)0.25 m3 的的CSTR 。 首先求首先求PFR的出口轉(zhuǎn)化率的出口轉(zhuǎn)化率xA1A1A1R1AAA02000AA0Add1,(1)xxVxxCVrkCxA1R1A0A200Ad,(1)xV kCxVxA13A0250 17.4 107.141,7.141xx解得解得A10.770 x再求再求CSTR的出口轉(zhuǎn)化率的出口轉(zhuǎn)化率xA2：R2A2A120A0A21,(1)VxxVkCxR2A0A2A120A2,(1)V kCxxVx3A22A20.

16、770250 17.4 107.144.35,(1)7.14xx2A2A24.359.75.1200,xx解得解得A10.8581x2021/6/413 2個(gè)個(gè)0.25 m3 的的PFR串聯(lián)串聯(lián), 相當(dāng)于將相當(dāng)于將PFR反應(yīng)器長(zhǎng)度增加一倍。由計(jì)算公式可知反應(yīng)器長(zhǎng)度增加一倍。由計(jì)算公式可知A1A2A2A1R1R2AAAA0A0A00000AAAdddxxxxVVxxxCCCVVrrrA2R1R2A2000A0Ad1,(1)xVVxVVkCxA2R1R2A0AA2200AA2d(1)1xVVkCxxVxx3A2A225025017.4 107.148.77.141xx解得解得A20.897x202

17、1/6/4143 - 7自催化反應(yīng)自催化反應(yīng) A P ，AAP,rkC C2310 m /(kmol s),k300.002m /s,V 3A0P02.0kmol/ m ,0,CCA0.98fx解：解：AA0A(1),CCx2AA0AA(1),rkCxxPA0A,CC x單個(gè)單個(gè)PFR：ARAA000Ad,fxVxCVrAAR0A0200AAd(1)fxAxVV CkCxxAAA00AAAR000A0AAA0AAddd(1)1fffxxxVVxxxVkCxxkCxxA0RAA0A0lnln(1),fxVVxxkC零不能取自然對(duì)數(shù)，此題無(wú)解！零不能取自然對(duì)數(shù)，此題無(wú)解！單個(gè)單個(gè)CSTR：A0AR

18、0A,ffCxVVr0A0A0R2A0AAA0A,(1)(1)ffffV CxVVkCxxkCx3R0.0025 m0.01 2.0 (1 0.98)V 2021/6/4152個(gè)等容積的個(gè)等容積的CSTR串聯(lián)：串聯(lián)：第第1個(gè)個(gè)CSTR：A0A1A0R1A10A 1A0A1A1()()(1)CxxVxVrkCxxA0A2A1R2A2A10A2A0A2A2()()()(1)CxxVxxVrkCxx第第2個(gè)個(gè)CSTR：顯然顯然A1A2A1A0A1A1A0A2A2()(1)(1)xxxkCxxkCxx或或A1A1(0.98)1,(1)0.98(1 0.98)xxA1A1(0.98)(1)0.0196,

19、xx解得解得A10.8496x30A1R1A0A1A10.0020.665 m(1)0.01 2.0 (1 0.8496)V xVkCxx總?cè)莘e為總?cè)莘e為20.665 = 1.33 m32021/6/4163 - 8在在CSTR中進(jìn)行一級(jí)可逆反應(yīng)：中進(jìn)行一級(jí)可逆反應(yīng)：A R，A1A2R,rk Ck C平衡轉(zhuǎn)化率平衡轉(zhuǎn)化率Ae2 3,x出口實(shí)際轉(zhuǎn)化率出口實(shí)際轉(zhuǎn)化率A1 3,fx如何調(diào)節(jié)如何調(diào)節(jié)V0 使轉(zhuǎn)化率為使轉(zhuǎn)化率為0.5 ？解：解：A1A2R1A0A2A0A(1),rk Ck Ck Cxk Cx平衡時(shí)反應(yīng)速率為零，即平衡時(shí)反應(yīng)速率為零，即1A0Ae2A0Ae(1)0,k Cxk C x12(

20、1 2 3)2 3,kk122kk解得，解得，CSTR計(jì)算式：計(jì)算式：A0AA0AAR0A1A0A2A0A2A2A()(1)2(1)ffffffffCxCxxVVrk Cxk Cxkxk x解得，解得，02R3;Vk V因?yàn)橐驗(yàn)門 和和VR不變，調(diào)節(jié)后的流量為不變，調(diào)節(jié)后的流量為0,VA0AAR0A2A2A2221 21()2(1)2(1 1 2) 1 2fffffCxxVVrkxk xkkk解得，解得，02R;Vk V調(diào)節(jié)后的流量為調(diào)節(jié)后的流量為003VV 02R021,33Vk VVk V與與 V0 對(duì)比之，對(duì)比之，2021/6/4173 - 9有平行反應(yīng)有平行反應(yīng)A L（主）（主）2A

21、M（副）（副）2A01ln(1)/ ,/aaak Ck2A22A;rk CA0C初始濃度為初始濃度為試證明試證明L的最大收率為的最大收率為解：解：A11A;rk CPFR中進(jìn)行。中進(jìn)行。由瞬時(shí)選擇率公式：由瞬時(shí)選擇率公式：A11AL2A1A21A2A21A11rk Csrrk Ck Ckk CL的濃度就是對(duì)的濃度就是對(duì)s L的積分的積分AA0A0A21A0A1LLA21A221A1ddln11ffCCCCfkk CCkCsCkk Ckkk C 上式無(wú)極值。只有當(dāng)上式無(wú)極值。只有當(dāng)CA f = 0時(shí)，時(shí)， CL 才有最大值，于是才有最大值，于是1Lmax21A02()ln 1kCkkCkLmax

22、1Lmax21A0A02A0()ln(1)()ln 1CkaYkk CCk Ca證畢。證畢。2021/6/4183 - 11有平行反應(yīng)有平行反應(yīng):AL (主）主）M (副）副）N ( ( 副）副）L1r MA2rC2NArC試證明試證明: 在在CSTR中，中，CLmax = CA0 ； 在在PFR中，中，LmaxA0A0(1)CCC解：解：根據(jù)瞬時(shí)選擇率計(jì)算式根據(jù)瞬時(shí)選擇率計(jì)算式LLL22ALMNAAA1112(1)rrsrrrrCCC 在在CSTR中，中，LL2A1,(1)fsSCA0ALLA0A2A()()(1)fffCCCSCCC此式無(wú)極值，只有當(dāng)此式無(wú)極值，只有當(dāng)CAf = 0 時(shí)，時(shí)

23、，L濃度最大，即濃度最大，即 在在PFR中，中，AAA0A0ALLA2AAA0d11d(1)11ffCCCCfCCsCCCC A0LmaxA0A01111CCCC 證畢。證畢。此式無(wú)極值，只有當(dāng)此式無(wú)極值，只有當(dāng)CAf = 0 時(shí)，時(shí)，L濃度最大，即濃度最大，即CLmax = CA0 。2021/6/4193 ( (外加習(xí)題外加習(xí)題3)3) AL (主）主）M (副）副）N ( ( 副）副）M1r LA2rC2NArC有平行反應(yīng)，有平行反應(yīng)，已知已知CA0 = = 2 mol/L，（1）在）在CSTR中得到最大的中得到最大的L 濃度（濃度（CLf）max ；（2）在）在PFR中得到最大的中得到

24、最大的L 濃度（濃度（CLf）max ；（3）當(dāng)在）當(dāng)在CSTR中濃度處在最大選擇率時(shí)，得到的中濃度處在最大選擇率時(shí)，得到的L 濃度濃度CLf 。解：解：LLLALMNrrsrrrr根據(jù)平行反應(yīng)瞬時(shí)選擇率的定義根據(jù)平行反應(yīng)瞬時(shí)選擇率的定義, 試求：試求：AAL22AAA2221(1)CCsCCC 可得可得右圖為右圖為sL CA 函數(shù)曲線圖。函數(shù)曲線圖。 2021/6/420欲在欲在CSTR中得到最大的目的產(chǎn)物濃度，必須選擇中得到最大的目的產(chǎn)物濃度，必須選擇CSTR中中A的最佳濃度，的最佳濃度，LAA0A2AAAd2d()0dd(1)ffffffCCCCCCC得到得到Aopt()0.5,fC（1

25、）在）在CSTR中，總選擇率等于瞬時(shí)選擇率：中，總選擇率等于瞬時(shí)選擇率：sL= SL，并且，并且CA = CAf ，于是于是ALLA0ALA0AA0A2A2()()()(1)ffffffCCSCCsCCCCC求極值求極值LmaxLA0A()()ffCSCCL220.54,(10.5)9s42(20.5)=93Lmax2()3fCAopt()fC492021/6/421（2）在）在PFR中，中，CLf 是瞬時(shí)選擇率對(duì)是瞬時(shí)選擇率對(duì)CA 的積分的積分AA0A2ALLAA2A2dd(1)ffCfCCCCsCCC 欲使欲使CLf 最大，只有最大，只有PFR出口出口CAf 為零時(shí)，于是為零時(shí)，于是2AL

26、maxA20A2()d(1)fCCCC22A0A012 ln(1)21CC0.865Lmax()0.865fC2021/6/422（3）當(dāng)在）當(dāng)在CSTR中具有最大選擇率時(shí)，中具有最大選擇率時(shí)，A 濃度可用求極值方法確定，即濃度可用求極值方法確定，即LA2AAAd2d0dd(1)ffsCCCCAopt()1fC當(dāng)當(dāng)時(shí)，有最大的選擇率時(shí)，有最大的選擇率LmaxLmax22 11()()(1 1)2sS11(2 1)22LmaxLmaxA0A()()()ffCSCCLmax()sLmax1()2fC2021/6/4233 - 12在在PFR中進(jìn)行反應(yīng)：中進(jìn)行反應(yīng)：AM ,N1k2k3k求求YLma

27、x 和和 opt 。解：解：因?yàn)槭腔磻?yīng)，速率方程為：因?yàn)槭腔磻?yīng)，速率方程為：AA1A3A13A2Ad()dCrk Ck Ckk Ck Ct 132kkk其中有條件其中有條件解得解得AA02exp(),CCk tLL1A2Ld,dCrk Ck CtL2L1A02dexp()dCk Ck Ck tt L ( (主）主）( (副）副）( (副）副）( 一階線性常微分方程）一階線性常微分方程）L 的凈生成速率為：的凈生成速率為：經(jīng)整理后，得經(jīng)整理后，得d( )( )dyp x yq xx由由的解通式：的解通式：( )d( )de( )edp xxp xxyq xxC可解得可解得L1A02exp

28、()Ck C tk t2021/6/424收率為：收率為：LLA012exp()YCCk tk t為求最大收率，對(duì)為求最大收率，對(duì)YL 關(guān)于關(guān)于 t 求極值求極值L1222dexp()exp() ,dYkk tk tk ttLd0dYt令令2 opt2 opt2 optexp()exp()k tk tk t解得最佳反應(yīng)時(shí)間解得最佳反應(yīng)時(shí)間opt21tk111Lmax222221exp()exp( 1)0.368kkkYkkkkk求得求得將最佳反應(yīng)時(shí)間將最佳反應(yīng)時(shí)間 topt 代入收率公式中，得到代入收率公式中，得到可見，比值可見，比值 越大，越大，YLmax 越高。越高。 12kk2021/6

29、/4253 - 13在容積為在容積為10 m3 的絕熱的絕熱CSTR中進(jìn)行一級(jí)反應(yīng)，中進(jìn)行一級(jí)反應(yīng)，CA0 = 5 kmol / m3, V0 = 0.01m3/s,密度密度=850 kg/m3 ，質(zhì)量熱容，質(zhì)量熱容Cp = 2.201kJ/( kgK ) ，（，（-Hr）= -20000J/mol，反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)速率常數(shù) k = 106exp（-12000/T）s-1. 當(dāng)反應(yīng)器進(jìn)料溫度為（當(dāng)反應(yīng)器進(jìn)料溫度為（1） 290K；（；（2）300K; （3） 310K時(shí)，求定狀的反應(yīng)溫度和轉(zhuǎn)化率。時(shí)，求定狀的反應(yīng)溫度和轉(zhuǎn)化率。解：解： 與與P. 99 例例 3-6 相同相同A00A00.01

30、 50.05kmol/sNV CR0101000s0.01VVRA0rR()1V kCHQk6612910 10exp( 12000/) 5 200001 1000 10exp( 12000/)10exp( 12000/)1 10exp( 12000/)TTTT 放熱速率：放熱速率：2021/6/42640045050055060065070075080085090001002003004005006007008009001000Q (J/s)T (K)12R910exp( 12000/)1 10exp( 12000/)TQT2021/6/427絕熱移熱速率：絕熱移熱速率：3C0000()0.

31、01 850 2.201 10 ()18708.5()pQVC TTTTTT563.0 563.2 563.4 563.6 563.8 564.0 564.2 564.4 564.6 564.8 565.002000400060008000100001200014000160001800020000T0 = 563 KQCT (K)2021/6/428（1）當(dāng)）當(dāng)T0 = 290 K時(shí)時(shí)C(290)18708.5(563)Q tT（2）當(dāng)）當(dāng)T0 = 300 K時(shí)時(shí)C(300)18708.5(573)Q tT（3）當(dāng)）當(dāng)T0 = 300 K時(shí)時(shí)C(310)18708.5(583)Q tT202

32、1/6/4293 （外加習(xí)題外加習(xí)題- 4） 有一級(jí)不可逆反應(yīng)（有一級(jí)不可逆反應(yīng)（A = L + M）在容積為）在容積為2m3的的CSTR中進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)料流量為中進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)料流量為1.0 m3/h, A的進(jìn)料濃度為的進(jìn)料濃度為1.0 kmol/m3，出口轉(zhuǎn)化率為，出口轉(zhuǎn)化率為80%。若在運(yùn)行中因故突然將。若在運(yùn)行中因故突然將CSTR的進(jìn)出口閥門同時(shí)關(guān)閉，此時(shí)的進(jìn)出口閥門同時(shí)關(guān)閉，此時(shí)CSTR變?yōu)槟念惙磻?yīng)器？如果反應(yīng)溫度不變，從變?yōu)槟念惙磻?yīng)器？如果反應(yīng)溫度不變，從關(guān)閉進(jìn)出口閥算起，在反應(yīng)關(guān)閉進(jìn)出口閥算起，在反應(yīng)30 min，試求反應(yīng)釜內(nèi)的轉(zhuǎn)化率是多大？，試求反應(yīng)釜內(nèi)的轉(zhuǎn)化率是多大？解：解： 根

33、據(jù)根據(jù)CSTR計(jì)算公式計(jì)算公式A0AR0A,()ffCCVVr21 0.2,10.2k12hk 將將CSTR的進(jìn)出口閥門同時(shí)關(guān)閉后就變成了間歇攪拌反應(yīng)器，間歇反應(yīng)器的初的進(jìn)出口閥門同時(shí)關(guān)閉后就變成了間歇攪拌反應(yīng)器，間歇反應(yīng)器的初始濃度為始濃度為CAf0= 0.2 kmol/m3。由公式。由公式3AA 0exp()0.2exp( 2 0.5)0.0736kmol/ m ,ffCCkt AAA00.0736110.92641fCxC A21ln,1ktxA21 exp()1 exp( 2 0.5)0.632,xkt AA1A1A2(1)0.8(10.8)0.6320.9264fxxxx解法一解法一解法二解法二 部分資料從網(wǎng)絡(luò)收集整理而來(lái)，供大家參考，感謝您的關(guān)注！