53. Уравнение теплового баланса хим.Реактора в общем виде.

В ур-ие теплового баланса учитываются все тепловые потоки,входящие в реактор и выходящие из него. Такими потоками яв-ся - физическая теплота реакционной смеси входящий в элементарный объем,для которого состов-ся баланс (входной поток); - физ.теплота реакционной смеси покидающая элемент.объем, выходной поток; - теплота хим.реакции, знак теплового эффекта; зависит от того, происходит ли выделение или поглащение теплоты в рез-те хим.реакции). - теплота, расходуемая на теплообмене с окруж.средой; - теплота фазовых превращений.

Для стационарного режима работ реактора алгебраическая сумма всех тепловых потоков равна нулю:

В нестац.режиме происходит положительное или отрицательное накопление теплоты в элементарном объеме: то же уравнение.

54. Уравнение теплового баланса реакторов рис-п, рис-н, рив.

В ур-ие теплового баланса учитываются все тепловые потоки,входящие в реактор и выходящие из него.

Ур-ие теплового баланса для РИС-П:

РИС-Н:

РИВ:

55.Тепловая устойчивость хим. Реакторов в случае экзо- и эндо-термических реакций.

При анализе совместного решения уравнений материального и тепло­вого балансов адиабатическою реактора идеального смешения для экзотермических реакций было отмечено, что возможны случаи, когда система имеет не одно, а несколько решении.

Таким образом, наличие нескольких решений означает возмож­ность множественности стационарных состояний. На практике, конечно, из трех возможных решений будет реализовано одно. Жела­тельно, чтобы работа реактора характеризовалась высо­кой степенью превращения исходного реагента.

Стационарное состояние системы называется устойчивым, если небольшие кратковременные возмущающие воздействия не могут вывести систему за пределы небольшой области, окружающей исследуемый стационарный режим.

Если систему, находящуюся в устойчивом состоянии, отклонить от него, а затем предоставить ее самой себе, то она самопроизвольно вернется в начальное состояние. Отклонение системы, находящейся в не­устойчивом состоянии, вызовет после снятия возмущения ее самопро­извольный переход в другое, устойчивое состояние.

При выборе условий проведения экзотермической реакции обычно стремятся обеспечить единственное устойчивое стационарное состояние с высокой степенью превращения. Для этого можно увеличить или начальную температуру Т0 (что вызовет сдвиг вправо прямой , отвечающей уравнению теплового баланса ), или среднее время пребывания в реакторе (при этом сдвигается влево кривая ,отвечающая уравнению материального баланса). Такие решения иногда невыгодны экономически.

56.Оптимальный тепловой режим хим. Реактора.

Температурный (тепловой) режим проведения химического процесса, обес­печивающий экономически целесообразную максимальную производительность единицы объема реактора (интенсивность) по целевому продукту, называют оптимальным.

Подход к разработке оптимального температурного режима может быть различным в зависимости от типа химической реакции. Очевидно, что максимальная интенсивность реактора будет достигнута при про­ведении процесса с максимально возможной скоростью.