Kimyoviy reaktorlarni modellashtirish

Kimyoviy reaktorlarni modellashtirish Reja: Kimyoviy kinetika asoslari Davriy kimyoviy reaktorlarni modellashtirish Kimyoviy kinetika asoslari Kimyoviy kinetika fizik kimyoning kimyoviy reaksiya tezligini o'rganuvchi bo'limidir. Kimyoviy reaktorlarni o'rganish, shu reaktor jarayonini tashkil qiluvchi «elementar» jarayonlar matematik modellari asosida amalga oshiriladi, ya'ni, blok prinsipi qo'llaniladi: birinchidan, mikrokinetika o'rganiladi, ya'ni kimyoviy kinetika tezligi o'rganiladi; ikkinchidan, gidrodinamika o'rganiladi, ya'ni, oqimlar tuzilishi o'rganiladi; uchinchidan, issiqlik-modda-almashinuv jarayoni o'rganiladi va boshqalar. Kimyoviy jarayon mikrokinetikasini o'rganish, shu jarayon kimyoviy reaksiya tezligi to'g'risida ma'lumotni, ya'ni, vaqt va xajm birligida qancha modda hosil bo'lganligini aniqlashni hisobga oladi Wr = bunda, N = CV, o'rniga qo'yib topamiz, Wr = yoki Wr = O'zgarmas xajmda ketayotgan reaksiyalar uchun (V=const), =0; shuning uchun Wr = (+) - ishora reaksiya natijasida modda miqdori oshib borishini ko'rsatadi; (-) - ishora reaksiya natijasida modda miqdori kamayishini ko'rsatadi; O'zaro ta'sir qonuniga asosan kimyoviy reaksiya tezligi, reaksiyaga kirishayotgan moddalar konsentratsiyasiga proporsional, ya'ni, Wr = k*Cn1A*Cn2B; bu yerda, n1, n2- kimyoviy reaksiya tartibi; Elementar, bir bosqichli kimyoviy reaksiyalar uchun, reaksiya tartibi va reaksiya stexiometrik koeffitsiyentlari bir xil qiymatga ega bo'ladi. (Kimyoviy reaksiya bir bosqichda ketayotgan bo'lsa u elementar hisoblanadi). k- kimyoviy reaksiya tezligi konstantasi (sek-1), molekula turiga va temperaturasiga bog'liq. Ma'lum bir molekula uchun o'zgarmas temperaturada, k=sonst. k va temperatura orasidagi bog'liqlikni odatda Arreynius qonuni orqali ifodalanadi, k = k0*e bu yerda, k0 - eksponenta oldi koeffitsiyenti (o'zaro to'qnashayotgan molekulalar soniga bog'liq); E - aktivlik energiyasi (uning qiymati oshishi bilan reaksiya tezligi ko'proq temperaturaga bog'liq bo'ladi (9.1-rasm). k0 va E tajriba yo'li bilan aniqlanadi. W 2 T 9.1-rasm 1-3- chiziqlar oddiy elementar kimyoviy reaksiyalar uchun. 2- chiziq murakkab ko'p bosqichli va qaytar kimyoviy reaksiyalar uchun. Davriy kimyoviy reaktorlarni modellashtirish Davriy kimyoviy reaktorlarda, mahsulot reaktorga yuklangandan so'ng, moddaning bir turdan ikkinchi turga aylanish jarayoni ketada. Kimyoviy reaktorlarda ketayotgan jarayonlarni matematik modellashtirish yo'li bilan o'rganishda, avval kimyoviy jarayonning stexiometrik tenglamasi tuziladi, so'ngra reaksiya molekulyarligi va tartibi aniqlaniladi. Agar kimyoviy reaksiya tezligi konstantasi qiymati noma'lum bo'lsa, unda uning qiymatini eksperimental yo'l bilan aniqlanib, so'ngra kinetik tenglamalar tuziladi. Faraz qilaylik, davriy kimyoviy reaktorda (9.2-rasm) quyidagi stexiometrik tenglama bo'yicha elementar kimyoviy jarayon ketayapti: A + V S bu yerda, A va B - o'zaro ta'sirga kirayotgan moddalar; C - reaksii mahsuli; k- reaksiya tezligi konstantasi (odatda uning qiymati eksperimental aniqlanadi). Sao Svo 9.2-rasm. Ushbu kimyoviy reaksiyani elementarligini hisobga olib, kimyoviy reaksiya tezligi Wr ni quyidagicha yozish mumkin: Wr = V. k. Ca. Cb bu yerda, Ca, Cb - o'zaro ta'sirga kirayotgan A va B moddalar ...