Математичний опис реактора

на основі фізико-хімічних особливостей процесу.

16.4.1. Стехіометричне рівняння хімічної реакції.

· Стехіометричне рівняння хімічної реакції, що характеризує її матеріальний баланс:

(1а)

· Стехіометричне рівняння для даного реактора:

(1б)

де a_i, b_i, a, b - стехіометричне коефіцієнти, числа реагуючих молів компонентів процесу.

Рівняння кінетики хімічної реакції.

· Результуюча швидкість оборотної реакції:

(2)

де

- загальний порядок реакції;

- швидкість прямої реакції;

- швидкість зворотної реакції;

; - константи швидкості,

Z_А й Z_В - емпіричні коефіцієнти;

Е_А й Е_В - енергії активації.

· Кінетика для реактора типу мал.4.1:

- швидкість прямого процесу:

(3а)

- швидкість зворотного процесу:

(3б)

16.4.2. Рівняння гідродинаміки процесу.

· Рівняння гідродинаміки процесу характеризує тиск у потоці як складну функцію:

(4)

де

x, z - координати потоку;

m - ламінарна в'язкість, що характеризує сили внутрішнього тертя;

k - турбулентна в'язкість;

r - щільність реакційної маси;

V - об'єм реакційної маси;

t - поточний час.

16.4.3. Матеріальний баланс реакторного процесу

по всій речовині.

Рівняння динаміки:

(1)

де

Рівняння статики при :

(2)

· На основі(1) і (2):

(3)

16.4.4. Матеріальний баланс реакторного процесу

по речовині А,що витрачається.

Рівняння динаміки:

(4)

де

I - зміна кількості речовини А в реакторі в одиницю часу;

II - кількість речовини А, що надходить у реактор в одиницю часу;

III - кількість речовини А, що відводить із реактора в одиницю часу;

IV - кількість речовини А, що витрачається в реакторі на хімічну реакцію в одиницю часу, де V=S*h.

Рівняння статики при :

(5)

· На основі (4) і (5):

(6)