化學(xué)反應(yīng)工程計(jì)算題

應(yīng)用脈沖示蹤法測(cè)定一容積為12l的反應(yīng)裝置，進(jìn)入此反應(yīng)器的流體流速v0=0.8l/mi，在定常態(tài)下脈沖的輸入80克的示蹤劑，并同時(shí)測(cè)其出口物料中A的濃度C隨A時(shí)間的變化，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下：t（min）05t（min）05101520253035C（g/l）03554210試根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定E（t）曲線的方差

2和2。t 解：首先對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，此時(shí)應(yīng)滿足：Cdt

C

1000 A v0

0 0.8C0

dt5[02(541)4(3520)]100A 3∴實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致性檢驗(yàn)是滿足的。2t2E(t)dtt2∵t 0tV0其中 v0

120.8

15(min)由數(shù)據(jù)計(jì)算得如下表：t（min）05101520253035/CA 000.030.050.050.040.020.0105t2E（t）00.75511.251612.590t2E(t)dt [02(5169)4(0.7511.255t2E（t）00.75511.251612.5900 3∴2263(15)2∴t

382

t

0.16938t2 38有一管式反應(yīng)裝置經(jīng)脈沖示蹤法實(shí)驗(yàn)測(cè)得如下表所示的數(shù)：v C0=0.8m3/min；m=80kg；∴0=80/0.8=100t(分)0246810121416C（kg/m3）A06.512.512.5105.02.51.00試根據(jù)表列數(shù)據(jù)確定該裝置的有效容積V、平均停留時(shí)間t解：首先對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)：

、方差2和2。tCdtMCt

1000 A v 000

dttCA 3

CA2

C CA6

)C

C )CA7

C0

100∴一致性檢驗(yàn)表明，脈沖示蹤法所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是合理的。計(jì)算所得數(shù)據(jù)如下表所示：0246024681012141600.0650.1250.1250.1000.0500.0250.010000.130.50.750.800.500.300.140000.262.04.56.45.03.601.9600iE(t)itE(t)i it2E(t)i

ttE(t)dt∵ 02tt1

E(t)1

4(t2

E(t)2

tE(t)4

tE(t)6

tE(t)8

)6.187(min)3∴ 33

E(t)3

tE(t)5

tE(t)7

)t9

E(t)9∴Vvt0.86.1874.95(m3)2t2E(t)dtt247.25(6.187)28.971 2

0tt2

(6.187)2

Ez0.082Ul

，在此反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行一般不可逆反應(yīng)，此反應(yīng)若在活塞流反應(yīng)器中進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率為99%，若用多釜串聯(lián)模型，求此反應(yīng)器的出口轉(zhuǎn)化率。2 12 8( )20.2178解：

Pe Pe12 NN 1 4.592tC

dxxA x活塞流：

A00

kC x)A0 Axdx) 1ktA A ln 4.600x 1

1xA1

1xAA kt )NNxA96%75.用多級(jí)全混流串聯(lián)模型來(lái)模擬一管式反應(yīng)裝置中的脈沖實(shí)驗(yàn)，已知t26.187，求推算模型參數(shù)N；推算一級(jí)不可逆等溫反應(yīng)的出口轉(zhuǎn)化率。

28.9